EP2199664A1 - Dispositif d'éclairage pour projecteur de véhicule assurant plusieurs fonctions d'éclairage ou une fonction variable avec une seule source lumineuse - Google Patents

Dispositif d'éclairage pour projecteur de véhicule assurant plusieurs fonctions d'éclairage ou une fonction variable avec une seule source lumineuse Download PDF

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EP2199664A1
EP2199664A1 EP20090178159 EP09178159A EP2199664A1 EP 2199664 A1 EP2199664 A1 EP 2199664A1 EP 20090178159 EP20090178159 EP 20090178159 EP 09178159 A EP09178159 A EP 09178159A EP 2199664 A1 EP2199664 A1 EP 2199664A1
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optical axis
optical
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Jean-François Le Bars
Pierre Albou
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a projector lighting device, more particularly to a vehicle headlamp lighting device, the device being capable of providing a plurality of lighting functions and / or a variable lighting function with a single lighting device. lighting source.
  • the invention relates more particularly to vehicle headlamps equipped with one or more point light sources of the light-emitting diode or LED type.
  • This type of light source is indeed more efficient from the point of view of consumption in comparison with more conventional light sources such as halogen or xenon lamps.
  • the electrical power of a light source of the LED type adapted to a vehicle headlamp now varies between 20 and 30 W while that of a halogen source of comparable lighting power is of the order of 120 W. is even reasonable to think that LED modules with the same lighting power will soon be available with an electric power of the order of 5 to 10W
  • a new European legislation provides an obligation for new vehicles to be equipped with projectors.
  • LED lighting sources however, remains quite high in comparison with conventional sources.
  • the need to have several functions per projector namely typically the functions “road” or “High Beam” (HB), “code” or “Low Beam” (LB) and “Daytime Running Light” (DRL) and therefore several light sources reinforces the issue of the cost of using LED sources.
  • LED lighting sources implies for each source an electronic management module.
  • the projector case will therefore be more complicated, bulkier and more expensive.
  • the document DE 10 2006 042 749 A1 discloses a vehicle headlighting device comprising an LED light source, an elliptical type reflector in a half-space with two foci.
  • the LED source is placed at the first focus of the reflector near the reflector.
  • the light emitted by the LED source is reflected by the reflector towards its second focus where a so-called folding reflective surface is positioned.
  • This reflecting surface has an edge on the reflector side and an edge on the opposite side of the reflector. These edges are called "cut edges”.
  • a portion of the light beam reflected by the reflector encounters the reflecting surface and is reflected in accordance with its angle of incidence on the surface. Another part of the light beam passes over the cutoff edge (s) and is not deflected by the reflecting surface.
  • the cutoff edge thus defines a boundary between the portion of the reflected beam and thus deflected and the nonreflected portion.
  • a lens is positioned behind the reflective surface so that its focus corresponds to that of the elliptical reflector.
  • the reflective surface with its cutoff edge (s) is called a folder because it deflects or "bends" part of the bundle to form a cutoff at the beam emitted by the lens.
  • the folder is movable along an axis parallel to the optical axis of the reflector. This mobility ensures the function "road” or "High Beam” and function "code” or "Low Beam” with a single light source.
  • the document DE 10 2006 051 029 A1 discloses a device similar to that described above where the "folding” is movable along a vertical axis and an axis parallel to the optical axis of the elliptical reflector. These two movements make it possible to ensure the function "Road” or "High Beam” and the "code” or “Low Beam” function with a single light source.
  • the document DE 10 2006 042 750 A1 discloses a device similar to those described above wherein a "folder” is vertically movable and a vertical screen is movably arranged vertically as well. This device ensures the functions "road” and “code” with a single light source and moving the vertical screen also allows to vary the light intensity in the bottom of the beam of the projector.
  • the object of the invention is to propose a lighting device that makes it possible to perform several functions with a single light source or a limited number of light sources, and with more possibilities than in the state of light. art.
  • the invention consists of a projector lighting device, especially a vehicle, comprising: a reflector having a first focus, a second focus and an optical axis passing through the first and second focus; a light source located near the first focus of the reflector so that the light rays emitted by the light source are reflected by the reflector approximately to its second focus; a first optical element having a focal point and an optical axis, the focus being located near the second focus of the reflector, the first optical element being adapted to project the light rays emitted by the source and reflected by the reflector in a beam along its optical axis; a second optical element preferably comprising a generally planar surface, a zone of which is located near the second focus of the reflector so as to receive, with an angle of incidence, the light rays emitted by the source and reflected by the reflector; wherein the second optical element, preferably generally horizontal, is movable in the plane of its surface, in particular substantially transversely to the optical axis of the
  • This device has the advantage of making it possible to provide lighting functions that are different from a simple displacement of the cutoff edge, and this with a single light source or a constant number of light sources in the case of parallel mounting of several devices. .
  • the number of functions can be quite high.
  • the surface of the second optical element comprises at least two zones positioned one beside the other transversely to the optical axis of the reflector, each zone being at least one of the following types: reflective, transparent , colored, scattering or divergent lens or a spatial combination of these different types.
  • the second mobile element is movable in a substantially horizontal plane, preferably in combined directions perpendicular to the optical axis and parallel to the optical axis.
  • the surface of the second optical element is of elongate shape, preferably substantially rectangular, with a longitudinal axis, comprising at least two zones distributed along the longitudinal axis, whose optical characteristics are different and selected from the following ones: : reflective, transparent, colored, diffusing or divergent lens or a spatial combination of these different types
  • the second optical element is movable in translation, preferably generally in a direction perpendicular to the optical axis of the reflector.
  • the surface of the second optical element is of elongated shape slightly curved along a main curve, preferably in a circular arc, and comprising at least two zones distributed along its main curve, the optical characteristics of which are different and selected from among the following: reflective, transparent, colored, diffusing or divergent lens or a spatial combination of these different types
  • the second optical element is rotatable along a sufficiently large radius as to ensure a movement of the zones which is transverse to the optical axis of the reflector.
  • the surface of the second optical element comprises a reflective zone with a so-called edge cutting edge crossing the optical axis of the reflector, preferably on the opposite side to the reflector.
  • the cutting edge has a variable profile in a direction generally perpendicular to the optical axis of the first reflector.
  • the cutting edge has a constant profile in a direction generally perpendicular to the optical axis of the first reflector.
  • the reflector comprises a curved reflecting surface, preferably elliptical, in a half-space limited by a plane, the first and second focus of the reflector being situated approximately in said plane, the second optical element being movable in said plane or parallel to said plan.
  • the second optical element is mobile with at least two indexed positions.
  • the second optical element is continuously movable, preferably between two indexed positions.
  • the surface of the second optical element comprises at least two optical markers corresponding to the indexed positions, the optical markers being preferentially made by metallization.
  • the second optical element is movable in translation and / or in rotation by means of an electric motor, for example a stepping motor, a piezoelectric motor or a solenoid, in particular with two specific actuators of the motor type. step or piezoelectric or solenoid, either with the combination of two of these types of actuators, or with a single piezoelectric motor by controlling the activation frequency appropriately.
  • an electric motor for example a stepping motor, a piezoelectric motor or a solenoid, in particular with two specific actuators of the motor type. step or piezoelectric or solenoid, either with the combination of two of these types of actuators, or with a single piezoelectric motor by controlling the activation frequency appropriately.
  • the first optical element is of the reflector type, the optical axis of which crosses the optical axis of the reflector, preferably whose optical axis is perpendicular to the optical axis of the reflector.
  • the first optical element is a lens whose optical axis corresponds essentially to the optical axis of the reflector.
  • the second optical element is also essentially movable along the optical axis of the reflector, preferably in translation, by means of an actuator.
  • the device comprises a device for controlling the actuator of the second optical element along the optical axis, capable of displacing, preferably dynamically, a reflecting surface of the second optical element in order to compensate for changes in attitude. of the vehicle.
  • the folder according to the invention is preferably substantially flat and horizontal, possibly comprising transparent areas.
  • This folder is advantageously movable horizontally.
  • the folder may, if desired, be able to be rotated about a distant vertical axis.
  • the invention also relates to a vehicle headlight or taillight comprising a device as defined above.
  • the invention also relates to a vehicle equipped with such a projector or such a rear light.
  • Embodiments of the invention are illustrated in the figures and described hereinafter with respect to a mounting position of the device in a vehicle as a projector.
  • This type of application although preponderant is not limiting so that the terms used such as “horizontal”, “vertical”, “high”, “low”, “superior”, “lower” for example, in order to describe the positions of the different elements are not absolute but rather to interpret in a relative manner describing the positions of the elements with respect to their arrangement in the figures.
  • the described lighting devices could be mounted in other positions and / or for other applications.
  • the relative positions of the various optical elements such as light sources, reflectors and lenses expressed for simplicity of understanding by alignment of the optical axes and / or correspondence of the respective foci are not to be interpreted accurately in the measurement where slight variations are conceivable or even desirable in order, among other things, to correct the non-perfect nature and certain optical aberrations of the optical elements or to obtain certain additional effects.
  • the figure 1a is a schematic plan view and section along a median plane of a first embodiment of the invention. It is a lighting device for a vehicle headlamp comprising an elliptical reflector 1 and symmetrical in rotation about its optical axis 2.
  • the reflector comprises a reflective inner surface 12 whose profile in section along a plane passing through the axis 2 is an ellipse section. Its inner surface 12 corresponds to the section of ellipse visible at the figure 1a describing a rotation around the optical axis and symmetry 2 in a half-space. This half-space is limited by a plane containing the axis 2 and being horizontal.
  • This reflector 1 has two foci along its axis 2.
  • a light source 3 is positioned approximately at the location of the first focus and the second focus is referenced by the reference sign 4.
  • the reflective inner surface 12 of the reflector may not be perfectly elliptical and have one or more specific or complex profiles in order to optimize the light distribution in the lighting beam. This may imply that the reflector 1 is not perfectly symmetrical in revolution.
  • the light source 3 is of the light-emitting diode type or LED which emits the majority of its light energy towards the reflective inner surface 12 of the reflector 1.
  • This type of light source has the particularity of being particularly compact to the point where it can be assimilated in an approximate manner to a point source.
  • Other known types of light source can, however, also be considered.
  • the majority of the light rays emitted by the light source 3 are reflected by the reflective surface 12 of the reflector 1.
  • the rays Reflected by the reflector all converge towards the second focus 4.
  • the light source is not punctual and the shape of the reflective surface 12 is not necessarily perfectly elliptical so that the reflected rays do not all converge towards the second focus 4 but rather to an area close to the second focus 4.
  • a movable optical element 6 is disposed near the second focus 4 in the horizontal plane containing the optical axis and symmetry 2 of the reflector 1.
  • This optical element 6 is better illustrated at the figure 1b which is a schematic view in elevation of the device of the figure 1a .
  • the section is in the horizontal plane including the axis 2.
  • the optical element 6 is movable in translation along its longitudinal axis 11 perpendicular to the optical axis 2 and included in the horizontal plane.
  • the optical element comprises a substantially planar surface which itself comprises different optically different areas to provide different functions of the illumination device.
  • the optical element 6 is actuated in translation along the axis X by an actuator 10 and in translation along the axis Z by an actuator 14.
  • actuators can be of the electric type such as for example an electric motor, a piezoelectric motor , or any other type of actuator known to those skilled in the art and adapted to move the optical element 6.
  • the different optical zones of the optical element 6 may be of the reflecting type, transparent, transparent colored , scattering, lens, or a spatial combination of these different types, etc ...
  • the optical element 6 is displaceable in a substantially horizontal plane, according to combined movements perpendicular (s) to the optical axis 2 and parallel (s) to the optical axis 2, by means of a single piezoelectric motor, with appropriate control of the activation frequencies.
  • the light rays 7 reflected by the reflector 1 which converge towards the second focus 4 and which meet the surface of the optical element 6 are reflected or transmitted depending on the optical nature of the surface portion encountered. If the surface encountered is reflective, the spokes 7 will be reflected upwards with respect to the axis 2 as shown in FIG. figure 1a .
  • the rays 9 reflected by the reflector not meeting the surface of the optical element 6 propagate downwards with respect to the axis 2, as is also illustrated in FIG. figure 1a .
  • a lens 5 is provided on the optical path of the device.
  • This lens of the convex plane type has its focus corresponding to the second focus 4 of the reflector 1 and its optical axis coincides with the optical axis of the reflector so that the light rays coming from the focus 4 are transmitted substantially parallel to the optical axis 2.
  • Other types of convergent lens are conceivable, such as a biconvex lens or convergent meniscus type.
  • a reflector of the paraboloid mirror type is also conceivable. In this case, its optical axis would be substantially perpendicular or at least transverse to the axis 2 and its focus would be approximately coincident with the focus 4. Such a reflector would then reflect the light rays in a direction substantially parallel to its optical axis, that is to say substantially transversely or perpendicularly to the optical axis 2.
  • FIG. 1a and 1b the light rays coming from the reflector are inverted with respect to a vertical plane and also with respect to a horizontal plane after their passage towards the focus 4 and the optical element 6.
  • An XYZ reference is represented at Figures 1a and 1b where the axis Z corresponds to the optical axis 2 and approximately to the axis of projection, the axis X corresponds to the perpendicular to the axis Z and contained in the plane delimiting the half-space of the reflector 1 and comprising the 11 axis of displacement of the optical element 6, and the Y axis corresponds to the perpendicular to the plane defined by the axes X and Z.
  • the rays reflected by the reflector 1 intersect the optical axis 2 at the optical element 6 and pass on the other side of the vertical plane or the plane containing the axis 2 and parallel to the Y axis. same phenomenon occurs with respect to the plane containing the axis 2 and parallel to the X axis.
  • figure 1a shows in fact that the rays reflected by the reflector 1 intersect the plane in question and, for those not reflected by the optical element 6, pass on the other side of the plane. This phenomenon does not apply to the rays 7 reflected at the plane by the optical element, which remain on the same side of the plane.
  • the optical element 6 may comprise four or more distinct optical zones. These are illustrated in detail in Figures 2 to 6 .
  • the first zone 6a is of the concave plane lens type in order to diffuse the light rays.
  • the principle of this phenomenon is illustrated in figure 3 .
  • the element 6 When the element 6 is positioned to present the area 6a to light rays from the reflector 1, they pass through the area 6a and are diffracted in a divergent manner so as to illuminate a large part of the lens. This generates an enlarged illumination beam which, combined with a reduction in the power of the light source, corresponds to the daylighting function commonly known as DRL (Daytime Running Light).
  • DRL Daytime Running Light
  • the divergence function of the zone 6a can be reached by various known means, for example and non-exhaustively a diffusing surface treatment or a divergent microlens array.
  • the second zone 6b of the optical element 6 is a so-called "folding" reflecting surface.
  • the optical principle of operation of this zone is illustrated in figure 4 the light rays coming from the reflector 1 meeting this surface are reflected at an angle to the vertical at the surface which is equal to that of the incident rays. These incident rays are sent back to the upper part of the lens.
  • the rays not meeting the reflective surface 6b traverse the horizontal plane and evolve in the lower half-space without deflection to the lens.
  • the boundary between the reflective zone 6b and the region of the horizontal plane traversed by the non-deflectable rays is physically formed by the leading edge and / or possibly rearward of the zone 6b and is called the cutting edge.
  • the rays 8 reflected by the folder are refracted by the upper part of the lens. These rays reflected by the folder will therefore generate rays projected by the lens whose imprint will be different from that which would be generated by these rays if they were not reflected by the folder.
  • the reflected rays are projected by the upper part of the lens slightly inclined downwardly with respect to the optical axis whereas these rays would have been projected by the lower part of the lens slightly inclined upwards with respect to the optical axis if they had been transmitted without reflection.
  • This effect can also be reinforced or influenced by various parameters such as, for example, a slight inclination of the folder with respect to the optical axis, a complex non-planar shape of the folder, a complex shape of the lens (or of a paraboloidal reflector). in place of the lens) and / or a slight offset of the folder along the Y axis relative to to the optical axis.
  • the optical element 6 can be displaced along the axis Z corresponding to the optical axis by means of an actuator 14. These displacements make it possible to move the cutting edge forward or backward so as to modulate the height cut-off of the beam projected by the device. This function is particularly suitable for compensating for changes in inclination of the device such as the attitude of the vehicle on which the device is mounted.
  • This adaptation may be punctual when starting the vehicle to compensate, for example, a large load of the trunk or may be permanent when driving the vehicle to compensate, for example, a change of attitude in a longitudinal plane when braking or accelerations.
  • the cutting edge does not have to be straight and perpendicular to the optical axis, it can indeed be inclined or have a complex profile in order to optimize the projected impression and / or to compensate for certain aberrations inherent to certain elements. optics.
  • the reflective optical zone 6b may correspond to a so-called "code” or "low beam” function for crossing with other vehicles coming in the opposite direction, where the impression of the projected beam is cut in its upper part.
  • An inclination of the cutting edge (not shown) makes it possible to obtain an imprint whose upper part varies along the X axis.
  • the third zone 6c of the optical element 6 is a partially transparent and partially reflecting surface. It has an L shape, where the L branches are transparent and the rest of the area is reflective. The reflective part is represented by the hatched area.
  • This zone corresponds to a so-called “selective" function that makes it possible to vary the projected impression along the X axis so as to match the cut portion to a vehicle coming in the opposite direction.
  • the reflecting surface will reflect light rays from the reflector (1) which will then be refracted by the lens (5).
  • the reflective surface of the zone 6c will therefore limit the height of the beam on its left.
  • Area 6c shown in figure 2 corresponds to a vehicle headlight.
  • the projector on the opposite side shall have a zone 6c symmetrical about the Z axis.
  • Each headlamp will therefore have in this function a lighting beam with a darkened area at the top of the other projector's side, respectively, thus forming a high window darkened in the lighting footprint of both projectors.
  • the two respective zones 6c can then be moved in a continuous and controlled manner according to the position of the opposite vehicle so as to move the window transversely along the X axis.
  • the movements of the optical elements of the two projectors in the "selective" function need not necessarily be identical. Indeed, it may be desired or necessary to expand the window according to the approximation of the opposite vehicle and thereby move the optical elements of the two projectors in a differentiated manner.
  • the entire optical device of the headlight can be rotated along an axis substantially parallel to the axis Y.
  • a displacement of the window along the axis Y can also be displaced along the optical axis or Z axis. Such a displacement is desirable or even necessary so that the window can follow an opposing vehicle approaching.
  • the shape of the reflective part may be different from that of the figure 2 .
  • the optical principle of operation is illustrated in figure 5 showing that some rays cross the surface without (or with very little) deviation and others are reflected according to the location of the area they encounter.
  • the fourth zone 6d of the optical element is a transparent surface or empty of any optical function.
  • the optical principle of operation is illustrated in figure 6 which illustrates that all rays are transmitted without (or with very little) deviation. This position corresponds to a function called "road” or "High Beam", that is to say, a natural imprint uncut optical device.
  • the device described thus makes it possible to provide four lighting functions by means of a single light source.
  • the passage from one function to another is done by means of the actuator 10 which displaces the optical element 6 in translation until the corresponding zone is in a position centered longitudinally on the focal point 4 of the optical device.
  • a second embodiment is illustrated in Figures 7 and 8a-8d .
  • the architecture of this device is similar to that of the first embodiment, namely an elliptical reflector 1 in a half-space, a light source 3 illuminating essentially in the half-reflector space and positioned at the first focus of the reflector, an optical element 6 'movable transversely and longitudinally to the level of the second focus 4 of the reflector and a lens whose focus corresponds to the second focus 4 of the reflector.
  • This device is distinguished from that of the first embodiment by the optical element 6 '. It comprises two optical zones: a first zone 6a 'transparent and a second zone comprising a major portion 6b' reflecting and a minor transparent portion 6c '.
  • the border between the reflective portion 6b 'and the transparent portion 6c' corresponds to the cutoff edge.
  • the device has four functions that are schematically illustrated in FIGS. Figures 8a to 8d .
  • the optical element 6 ' is enlarged therein for the sake of clarity.
  • the first function is illustrated in figure 8a where the transparent area is in function, that is, positioned transversely at the second focus of the reflector.
  • This first function is the so-called “road” or “high beam” function generating a natural projection footprint of the optical device.
  • the second function is illustrated in figure 8b where the zones 6a 'and 6b' are straddling the region of the second focus where the rays coming from the reflector 1 pass.
  • This function is said to be “selective” which makes it possible to vary along the X axis the projected imprint so as to Match the cut portion to a vehicle coming in the opposite direction.
  • the transverse position of the optical element is continuously variable in order to be able to "follow" the position of the oncoming vehicle. Practically speaking, a portion of the rays reflected by the reflector are reflected by the reflecting surface 6b '. The reflection caused by the so-called "folding" reflective surface will reduce the height of the corresponding part of the impression. The height of the impression is thus reduced to its left.
  • the progressive displacement of the optical element 6 'to the left corresponding to an increase of the active reflecting surface will modify the impression of the projected beam by widening the lowering of height to the right.
  • This function in combination with a second symmetrical headlamp makes it possible to form a darkened window by adapting the cutting and lowering of the beam to an opposite vehicle whose angular position relative to the vehicle illuminated by the device varies.
  • a displacement of the window along the Y axis can also be combined with a displacement along the optical axis or axis Z. Such a displacement is desirable or necessary so that the window can follow an opposite vehicle approaching.
  • the third function is illustrated in figure 8c where the reflective rectangular portion of the zone 6b 'is active. It generates a cut across the entire width of the footprint. It may be a so-called “tourist” function that is that of a vehicle normally rolling on the left and rolling in a territory where one is driving on the right. The projected beam is cut across its entire width and thus avoids a glare that would otherwise take place in lighting of the type "code” or "crossing" for a roller on the left.
  • the fourth function is illustrated in figure 8d where the transparent area 6c 'is partially active. In this position, a part of the rays coming from the right part of the reflector 1 meets and crosses the transparent part 6c 'and is then refracted and projected towards the upper left part of the beam. Corresponding rays from the left reflector portion are reflected by the reflecting surface 6b '. Part of the rays can pass the front edge of the reflective surface. The resulting imprint is limited in height due to the cutting edge before the reflective surface, and in an inverted manner. The section of the cutting edge which is more advanced than the inclined edge limits the height on the right side of the impression and the inclined edge limits the height on the left side of the impression to a lesser extent and in a progressive manner. This is a "code” or "Low Beam” function for a vehicle intended for driving on the left.
  • the optical element should simply have a transparent surface and a reflective portion.
  • the reflective part can be made quite simply by metallization on a support.
  • the displacement of the optical element must be transversal but not necessarily in translation. Indeed, depending on various parameters such as the available space and the number of functions to be provided, one could provide an optical element slightly curved in the plane of its surface and rotate it according to a center of rotation located for example behind the reflector and the light source on the optical axis.
  • the surface of the optical element which comprises the different optical zones does not necessarily have to be flat. On the contrary, depending on the different optical effects desired, one can imagine a slightly complex surface.
  • the transverse movement of the optical element need not be perpendicular to the optical axis and in the plane delimiting the half-space of the reflector.
  • a transversal movement but not perpendicular as well as in a plane forming a certain angle with the plane delimiting the half-space of the reflector, and this according to various parameters such as, for example, the maximum size.
  • the optical element may also be located at a short distance from the plane delimiting the half-space of the reflector, as a function, for example, of the various imperfections and / or aberrations of the optical elements.
  • the described embodiments comprise a single light source. It is quite possible to envisage several light sources or several devices similar in parallel where the mobile optical elements would be mechanically linked and move by a single actuator.

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Abstract

L'invention a trait à un dispositif d'éclairage pour projecteur de véhicule, comprenant un réflecteur elliptique 1 avec un premier foyer, un second foyer 4 et un axe optique 2 passant par le premier et le second foyer ; une source lumineuse 3 du type LED située à proximité du premier foyer du réflecteur 1 de sorte que les rayons lumineux émis par la source lumineuse 3 soient réfléchis par le réflecteur 1 approximativement vers son second foyer 4 ; une lentille de projection 5 comportant un foyer 4 et un axe optique 2, le foyer étant situé à proximité du second foyer 4 du réflecteur, un second élément optique 6 en forme de tirette mobile transversalement et comprenant plusieurs zones optiquement différentes et située à proximité du second foyer 4. Le déplacement de la tirette permet de réaliser différentes fonctions du projecteur, comme par exemple une fonction « route », « code » ou DRL (Daytime Running Light).

Description

  • L'invention a trait à un dispositif d'éclairage pour projecteur, plus particulièrement à un dispositif d'éclairage pour projecteur de véhicule, le dispositif étant apte à assurer plusieurs fonctions d'éclairage et/ou une fonction d'éclairage variable avec une seule source d'éclairage.
  • L'invention concerne plus particulièrement les projecteurs de véhicule équipés d'une ou plusieurs sources lumineuses ponctuelles du type à diodes électroluminescentes ou encore LED. Ce type de source lumineuse est en effet plus performant du point de vue consommation en comparaison avec les sources lumineuses plus classiques comme les lampes halogène ou xénon. La puissance électrique d'une source lumineuse du type LED adaptée à un projecteur de véhicule varie aujourd'hui entre 20 et 30 W alors que celle d'une source halogène de puissance d'éclairage comparable est de l'ordre de 120 W. Il est même raisonnable de penser que des modules LED de même puissance d'éclairage seront bientôt disponibles avec une puissance électrique de l'ordre de 5 à 10W De plus une nouvelle législation européenne prévoit une obligation pour les nouveaux véhicules d'être équipés de projecteurs du type DRL, ou encore « Daytime Running Light », c'est-à-dire des projecteurs destinés à fonctionner en permanence durant le jour. L'impact de l'éclairage sur la consommation de carburant va donc être croissant alors qu'un projet de directive européenne prévoit la taxation dés 2012 des constructeurs de véhicule par gramme de CO2 émis dans l'atmosphère au-delà de 120 gr/km. Étant donné qu'une consommation électrique d'un projecteur halogène de l'ordre de 120 W correspond à environ 0.15 litre de carburant pour 100 km, soit de l'ordre de 5 à 6 gr de CO2/km, l'utilisation de sources lumineuses du type à diodes électroluminescentes pour les projecteurs de véhicule sera d'un intérêt grandissant à l'avenir.
  • Le coût des sources d'éclairages à LED reste cependant assez élevé en comparaison avec les sources classiques. La nécessité d'avoir plusieurs fonctions par projecteur, à savoir typiquement les fonctions « route » ou « High Beam » (HB), « code » ou « Low Beam » (LB) et « Daytime Running Light » (DRL) et donc plusieurs sources lumineuses renforce la problématique du coût de l'utilisation de sources à LED.
  • De plus l'utilisation de sources d'éclairages à LED implique pour chaque source un module électronique de gestion. Le boîtier du projecteur s'en verra par conséquent plus compliqué, plus volumineux et plus coûteux.
  • Le document DE 10 2006 042 749 A1 divulgue un dispositif d'éclairage pour projecteur de véhicule comprenant une source de lumière à LED, un réflecteur du type elliptique dans une demi-espace avec deux foyers. La source LED est placée au niveau du premier foyer du réflecteur à proximité de ce dernier. La lumière émise par la source LED est réfléchie par le réflecteur vers son second foyer où une surface réfléchissante dite plieuse est positionnée. Cette surface réfléchissante comporte un bord du côté réflecteur et un bord du côté opposé au réflecteur. Ces bords sont dits « bords de coupure ». Une partie du faisceau lumineux réfléchi par le réflecteur rencontre la surface réfléchissante et est réfléchie conformément à son angle d'incidence sur la surface. Une autre partie du faisceau lumineux passe outre le/les bord(s) de coupure et n'est pas déviée par la surface réfléchissante. Le bord de coupure définit ainsi une frontière entre la partie du faisceau réfléchie et donc déviée et la partie non réfléchie. Une lentille est positionnée derrière la surface réfléchissante de sorte à ce que son foyer corresponde à celui du réflecteur elliptique. La surface réfléchissante avec son ou ses bords de coupure est appelée plieuse dans la mesure où elle dévie ou « plie » une partie du faisceau en vue de former une coupure au niveau du faisceau émis par la lentille. La plieuse est mobile selon un axe parallèle à l'axe optique du réflecteur. Cette mobilité permet d'assurer la fonction « route » ou « High Beam » et la fonction « code » ou « Low Beam » avec une seule source lumineuse.
  • Le document DE 10 2006 051 029 A1 divulgue un dispositif similaire à celui décrit ci-avant où la « plieuse » est mobile selon un axe vertical et un axe parallèle à l'axe optique du réflecteur elliptique. Ces deux mouvements permettent d'assurer la fonction « route » ou « High Beam » et la fonction « code » ou « Low Beam » avec une seule source lumineuse.
  • Le document DE 10 2006 042 750 A1 divulgue un dispositif similaire à ceux décrits ci avant où une « plieuse » est disposée de manière mobile verticalement et un écran vertical est disposé de manière mobile verticalement également. Ce dispositif permet d'assurer les fonctions « route » et « code » avec une seule source lumineuse et le déplacement de l'écran vertical permet en outre de faire varier l'intensité lumineuse dans le bas du faisceau de projecteur.
  • Les enseignements de ces documents n'agissent qu'au niveau de la coupure nécessaire pour la fonction « code ». Ils prévoient essentiellement de déplacer le bord de coupure afin de rendre la coupure active ou non et d'assurer ainsi le passage de la fonction « route » à la fonction « code » et vice versa. Ils ne permettent par exemple pas d'assurer d'autres fonctions qui seront bientôt nécessaires ou souhaitables comme la fonction DRL ou encore une fonction de variation de l'empreinte du faisceau en fonction de paramètres extérieurs comme la présence d'une voiture venant en face, et ce au moyen de la même source lumineuse.
  • Les documents DE 103 05 624 et US 4 868 726 décrivent des caches verticaux.
  • L'objectif de l'invention est de proposer un dispositif d'éclairage permettant d'assurer plusieurs fonctions avec une seule source de lumière ou un nombre de sources de lumière limité, et ce avec d'avantage de possibilités que dans l'état de l'art.
  • L'invention consiste en un dispositif d'éclairage pour projecteur, notamment de véhicule, comprenant: un réflecteur comportant un premier foyer, un second foyer et un axe optique passant par le premier et le second foyer ; une source lumineuse située à proximité du premier foyer du réflecteur de sorte que les rayons lumineux émis par la source lumineuse soient réfléchis par le réflecteur approximativement vers son second foyer ; un premier élément optique comportant un foyer et un axe optique, le foyer étant situé à proximité du second foyer du réflecteur, le premier élément optique étant apte à projeter les rayons lumineux émis par la source et réfléchis par le réflecteur en un faisceau selon son axe optique ; un second élément optique de préférence comprenant une surface généralement plane dont une zone est située à proximité du second foyer du réflecteur de sorte à recevoir avec un angle d'incidence les rayons lumineux émis par la source et réfléchis par le réflecteur ; où le second élément optique, de préférence généralement horizontal, est mobile dans le plan de sa surface, notamment sensiblement transversalement à l'axe optique du réflecteur, de sorte à pouvoir déplacer ladite zone hors des rayons lumineux.
  • Ce dispositif présente l'avantage de permettre d'assurer des fonctions d'éclairage différentes d'un simple déplacement du bord de coupure, et ce avec une seule source lumineuse ou un nombre de sources lumineuses constant en cas de montage en parallèle de plusieurs dispositifs. De par l'agencement transversal proposé, le nombre de fonctions peut être assez élevé.
  • Selon une caractéristique avantageuse, la surface du second élément optique comprend au moins deux zones positionnées l'une à côté de l'autre transversalement à l'axe optique du réflecteur, chaque zone étant au moins d'un des types suivants : réfléchissante, transparente, colorée, diffusante ou lentille divergente ou une combinaison spatiale de ces différents types.
  • Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le second élément mobile est mobile dans un plan sensiblement horizontal, de préférence selon des directions combinées perpendiculaire(s) à l'axe optique et parallèle(s) à l'axe optique.
  • Selon une caractéristique avantageuse, la surface du second élément optique est de forme allongée, préférentiellement essentiellement rectangulaire, avec un axe longitudinal, comportant au moins deux zones réparties le long de l'axe longitudinal, dont les caractéristiques optiques sont différentes et sélectionnées parmi les suivantes : réfléchissante, transparente, colorée, diffusante ou lentille divergente ou une combinaison spatiale de ces différents types
  • Selon une caractéristique avantageuse, le second élément optique est mobile en translation, préférentiellement généralement selon une direction perpendiculaire à l'axe optique du réflecteur.
  • Selon une caractéristique avantageuse, la surface du second élément optique est de forme allongée légèrement courbée selon un courbe principale, préférentiellement selon un arc de cercle, et comportant au moins deux zones réparties le long de sa courbe principale, dont les caractéristiques optiques sont différentes et sélectionnées parmi les suivantes : réfléchissante, transparente, colorée, diffusante ou lentille divergente ou une combinaison spatiale de ces différents types
  • Selon une caractéristique avantageuse, le second élément optique est mobile en rotation selon un rayon suffisamment grand que pour assurer un mouvement des zones qui soit transversal à l'axe optique du réflecteur.
  • Selon une caractéristique avantageuse, la surface du second élément optique comprend une zone réfléchissante avec un bord dit bord de coupure croisant l'axe optique du réflecteur, préférentiellement du côté opposé au réflecteur.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le bord de coupure présente un profil variable selon une direction généralement perpendiculaire à l'axe optique du premier réflecteur.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le bord de coupure présente un profil constant selon une direction généralement perpendiculaire à l'axe optique du premier réflecteur.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le réflecteur comporte une surface réfléchissante courbe, préférentiellement elliptique, dans un demi-espace limité par un plan, le premier et le second foyer du réflecteur étant situés approximativement dans ledit plan, le second élément optique étant mobile dans ledit plan ou parallèlement audit plan.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le second élément optique est mobile avec au moins deux positions indexées.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le second élément optique est mobile de manière continue, préférentiellement entre deux positions indexées.
  • Selon une caractéristique avantageuse, la surface du second élément optique comporte au moins deux repères optiques correspondant aux positions indexées, les repères optiques étant préférentiellement réalisés par métallisation.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le second élément optique est mobile en translation et/ou en rotation au moyen d'un moteur électrique par exemple un moteur pas à pas, un moteur piézoélectrique ou un solénoïde, notamment soit avec deux actuateurs spécifiques de type moteur pas à pas ou piézoélectrique ou solénoïde, soit avec la combinaison de deux de ces types d'actuateurs, soit avec un seul moteur piézoélectrique en pilotant la fréquence d'activation de façon appropriée.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le premier élément optique est du type réflecteur dont l'axe optique croise l'axe optique du réflecteur, préférentiellement dont l'axe optique est perpendiculaire à l'axe optique du réflecteur.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le premier élément optique est une lentille dont l'axe optique correspond essentiellement à l'axe optique du réflecteur.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le second élément optique est mobile également essentiellement selon l'axe optique du réflecteur, préférentiellement en translation, au moyen d'un actuateur.
  • Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif comprend un dispositif de commande de l'actuateur du second élément optique selon l'axe optique, apte à déplacer, préférentiellement de manière dynamique, une surface réfléchissante du second élément optique afin de compenser les changements d'assiette du véhicule.
  • La plieuse selon l'invention est de préférence sensiblement plane et horizontale, comportant éventuellement des zones transparentes.
  • Cette plieuse est avantageusement mobile horizontalement.
  • La plieuse peut, si on le souhaite, être capable d'être déplacée suivant une rotation autour d'un axe vertical éloigné.
  • L'invention concerne également un projecteur ou un feu arrière de véhicule comprenant un dispositif tel que définit ci-avant.
  • L'invention concerne également un véhicule équipé d'un tel projecteur ou d'un tel feu arrière.
  • D'autre caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description détaillée suivante des modes de réalisation de l'invention, donnée à titre indicatif et nullement limitatif.
  • Dans les figures suivantes :
    • La figure 1a est une vue schématique en plan et en coupe d'un premier exemple de dispositif d'éclairage pour projecteur de véhicule selon l'invention.
    • La figure 1b est une vue schématique en élévation et en coupe du premier exemple de dispositif d'éclairage selon la figure 1a.
    • La figure 2 est une vue schématique en élévation de l'élément optique mobile du dispositif des figures 1a et 1 b.
    • La figure 3 est une vue schématique du principe de fonctionnement optique de la zone 6a de l'élément optique de la figure 2.
    • La figure 4 est une vue schématique du principe de fonctionnement optique de la zone 6b de l'élément optique de la figure 2.
    • La figure 5 est une vue schématique du principe de fonctionnement optique de la zone 6c de l'élément optique de la figure 2.
    • La figure 6 est une vue schématique du principe de fonctionnement optique de la zone 6d de l'élément optique de la figure 2.
    • La figure 7 est une vue schématique en élévation et en coupe d'un second exemple de dispositif d'éclairage pour projecteur de véhicule selon l'invention.
    • La figure 8a est une vue schématique en élévation illustrant le principe de fonctionnement du dispositif de la figure 7 en position dite « route ».
    • La figure 8b est une vue schématique en élévation illustrant le principe de fonctionnement du dispositif de la figure 7 en position dite « sélective ».
    • La figure 8c est une vue schématique en élévation illustrant le principe de fonctionnement du dispositif de la figure 7 en position dite « touriste ».
    • La figure 8d est une vue schématique en élévation illustrant le principe de fonctionnement du dispositif de la figure 7 en position dite « code ».
    • La figure 8e est une vue schématique en élévation du dispositif de la figure 7 illustrant les repères optiques de positionnement de l'élément optique mobile.
  • Les modes de réalisation de l'invention sont illustrés dans les figures et décrits ci-après par rapport à une position de montage du dispositif dans un véhicule en qualité de projecteur. Ce type d'application bien que prépondérant n'est pas limitatif si bien que les termes employés tels que « horizontal », « vertical », « haut », « bas », « supérieur(e) », « inférieur(e) » par exemple, en vue de décrire les positions des différents éléments ne sont pas absolus mais plutôt à interpréter de manière relative décrivant les positions des éléments par rapport à leur disposition sur les figures. Les dispositifs d'éclairage décrits pourraient être montés dans d'autres positions et/ou pour d'autres applications. De plus, les positions relatives des différents éléments optiques tels que les sources lumineuses, les réflecteurs et les lentilles exprimées pour la simplicité de compréhension par alignement des axes optiques et/ou correspondance des foyers respectifs ne sont pas à interpréter de manière exacte dans la mesure où de légères variations sont envisageables voire souhaitables en vue, entre autres, de corriger le caractère non parfait et certaines aberrations optiques des éléments optiques ou d'obtenir certains effets supplémentaires.
  • La figure 1a est une vue schématique en plan et en coupe selon un plan médian d'un premier mode de réalisation de l'invention. Il s'agit d'un dispositif d'éclairage pour projecteur de véhicule comprenant un réflecteur elliptique 1 et symétrique en rotation autour de son axe optique 2. Le réflecteur comporte une surface interne réfléchissante 12 dont le profil en coupe selon un plan passant par l'axe 2 est une section d'ellipse. Sa surface interne 12 correspond à la section d'ellipse visible à la figure 1a décrivant une rotation autour de l'axe optique et de symétrie 2 dans un demi-espace. Ce demi-espace est limité par un plan contenant l'axe 2 et étant horizontal. Ce réflecteur 1 comporte deux foyers le long de son axe 2. Une source de lumière 3 est positionnée approximativement à l'endroit du premier foyer et le second foyer est référencé par le signe de référence 4.
  • Il est à noter que la surface interne réfléchissante 12 du réflecteur peut ne pas être parfaitement elliptique et avoir un ou plusieurs profils spécifiques ou complexes en vue d'optimiser la répartition lumineuse dans le faisceau d'éclairage. Ceci peut impliquer que le réflecteur 1 ne soit pas parfaitement symétrique en révolution.
  • La source de lumière 3 est du type à diode électroluminescente ou encore LED qui émet la majorité de son énergie lumineuse vers la surface interne réfléchissante 12 du réflecteur 1. Ce type de source lumineuse à la particularité d'être particulièrement compact au point de pouvoir être assimilée d'une manière approximative à une source ponctuelle. D'autres types de source lumineuse connus peuvent cependant également être considérés.
  • La majorité des rayons lumineux émis par la source lumineuse 3 sont réfléchis par la surface réfléchissante 12 du réflecteur 1. En assimilant la source lumineuse à une source ponctuelle localisée au premier foyer du réflecteur et en assimilant le réflecteur à un réflecteur elliptique parfait, les rayons réfléchis par le réflecteur convergent tous vers le second foyer 4. Dans la réalité, la source lumineuse n'est pas ponctuelle et la forme de la surface réfléchissante 12 n'est pas nécessairement parfaitement elliptique si bien que les rayons réfléchis ne convergent pas tous vers le second foyer 4 mais plutôt vers une zone proche du second foyer 4.
  • Un élément optique mobile 6 est disposé à proximité du second foyer 4 dans le plan horizontal contenant l'axe optique et de symétrie 2 du réflecteur 1. Cet élément optique 6 est mieux illustré à la figure 1b qui est une vue schématique en élévation du dispositif de la figure 1a. La coupe est selon le plan horizontal comprenant l'axe 2. L'élément optique 6 est mobile en translation selon son axe longitudinal 11 perpendiculaire à l'axe optique 2 et inclus dans le plan horizontal. L'élément optique comprend une surface essentiellement plane qui elle-même comprend différentes zones optiquement différentes afin d'assurer différentes fonctions du dispositif d'éclairage. L'élément optique 6 est actionné en translation selon l'axe X par un actuateur 10 et en translation selon l'axe Z par un actuateur 14. Ces actuateurs peuvent être du type électrique comme par exemple un moteur électrique, un moteur piézo-électrique, ou n'importe que autre type d'actuateur connus de l'homme de l'art et adapté à déplacer l'élément optique 6. Les différentes zones optiques de l'élément optiques 6 peuvent être du type réfléchissante, transparente, transparente colorée, diffusante, lentille, ou une combinaison spatiale de ces différents types, etc...
  • Avantageusement, l'élément optique 6 est déplaçable suivant un plan sensiblement horizontal, selon des mouvements combinés perpendiculaire(s) à l'axe optique 2 et parallèle(s) à l'axe optique 2, au moyen d'un seul moteur piézoélectrique, avec un pilotage approprié des fréquences d'activation.
  • Des moyens de guidage (non représentés) en translation de l'élément optique doivent être prévus de manière connue de l'homme de l'art.
  • Les rayons lumineux 7 réfléchis par le réflecteur 1 qui convergent vers le second foyer 4 et qui rencontrent la surface de l'élément optique 6 sont réfléchis ou transmis en fonction de la nature optique de la partie de surface rencontrée. Si la surface rencontrée est réfléchissante, les rayons 7 seront réfléchis vers le haut par rapport à l'axe 2 comme cela est illustré à la figure 1a. Les rayons 9 réfléchis par le réflecteur ne rencontrant pas la surface de l'élément optique 6 se propagent vers le bas par rapport à l'axe 2 comme cela est également illustré à la figure 1a.
  • Une lentille 5 est prévue sur le chemin optique du dispositif. Cette lentille du type plan convexe a son foyer correspondant au second foyer 4 du réflecteur 1 et son axe optique confondu avec l'axe optique du réflecteur de sorte que les rayons lumineux provenant du foyer 4 sont transmis essentiellement parallèlement à l'axe optique 2. D'autres types de lentille convergente sont envisageables, comme par exemple une lentille biconvexe ou encore du type ménisque convergent. Un réflecteur du type miroir paraboloïdal est également envisageable. Dans ce cas, son axe optique serait essentiellement perpendiculaire ou à tout le moins transversal à l'axe 2 et son foyer serait approximativement confondu avec le foyer 4. Un tel réflecteur réfléchirait alors les rayons lumineux dans une direction essentiellement parallèle à son axe optique, c'est-à-dire essentiellement transversalement ou perpendiculairement à l'axe optique 2.
  • Comme cela est visible aux figures 1a et 1b, les rayons lumineux provenant du réflecteur sont inversés par rapport à un plan vertical et également par rapport à un plan horizontal après leur passage vers le foyer 4 et l'élément optique 6. Un référentiel X-Y-Z est représenté aux figures 1a et 1b où l'axe Z correspond à l'axe optique 2 et approximativement à l'axe de projection, l'axe X correspond à la perpendiculaire à l'axe Z et contenue dans le plan délimitant le demi-espace du réflecteur 1 et comprenant l'axe 11 de déplacement de l'élément optique 6, et l'axe Y correspond à la perpendiculaire au plan définit par les axes X et Z. Comme on peut l'observer à la figure 1b, les rayons réfléchis par le réflecteur 1 croisent l'axe optique 2 au niveau de l'élément optique 6 et passent de l'autre côté du plan vertical ou encore du plan contenant l'axe 2 et parallèle à l'axe Y. Le même phénomène a lieu par rapport au plan contenant l'axe 2 et parallèle à l'axe X. La figure 1a montre en effet que les rayons réfléchis par le réflecteur 1 croisent le plan en question et, pour ceux qui ne sont pas réfléchis par l'élément optique 6, passent de l'autre côté du plan. Ce phénomène ne vaut pas pour les rayons 7 réfléchis au niveau du plan par l'élément optique, qui eux restent du même côté du plan.
  • L'élément optique 6 peut comporter quatre zones optiques distinctes ou plus. Celles-ci sont illustrées en détail aux figures 2 à 6.
  • La première zone 6a est du type lentille plan concave en vue de diffuser les rayons lumineux. Le principe de ce phénomène est illustré à la figure 3. Lorsque l'élément optique 6 est positionné de sorte à présenter la zone 6a aux rayons lumineux provenant du réflecteur 1, ceux-ci traversent la zone 6a et sont diffractés de manière divergente de sorte à éclairer une grande partie de la lentille. Ceci génère un faisceau d'éclairage élargi qui, combiné avec une réduction de la puissance de la source lumineuse, correspond à la fonction éclairage de jour communément dénommée DRL (Daytime Running Light). Il est à noter que la fonction de divergence de la zone 6a peut être atteinte par divers moyens connus, comme par exemple et de manière non exhaustive un traitement de surface diffusant ou un réseau de microlentilles divergentes.
  • La seconde zone 6b de l'élément optique 6 est une surface réfléchissante dite « plieuse ». Le principe optique de fonctionnement de cette zone est illustré à la figure 4 : les rayons lumineux provenant du réflecteur 1 rencontrant cette surface sont réfléchis selon un angle par rapport à la verticale à la surface qui est égal à celui des rayons incidents. Ces rayons incidents sont donc renvoyés vers la partie haute de la lentille. Les rayons ne rencontrant pas la surface réfléchissante 6b traversent le plan horizontal et évoluent dans le demi-espace inférieur sans déviation jusqu'à la lentille. La frontière entre la zone 6b réfléchissant les rayons et la zone du plan horizontal traversée par les rayons sans déviation est physiquement formée par le bord avant et/ou éventuellement arrière de la zone 6b et est appelé bord de coupure. Il définit la frontière entre les rayons réfléchis et les rayons non réfléchis et influence l'empreinte du faisceau projeté par le dispositif. En effet, comme cela est illustré à la figure 1a, les rayons 8 réfléchis par la plieuse sont réfractés par la partie haute de la lentille. Ces rayons réfléchis par la plieuse vont donc générer des rayons projetés par la lentille dont l'empreinte sera différente de celle qui serait générée par ces rayons s'ils n'étaient pas réfléchis par la plieuse. Les rayons réfléchis sont projetés par la partie haute de la lentille de manière légèrement inclinée vers le bas par rapport à l'axe optique alors que ces rayons auraient été projetés par la partie basse de la lentille de manière légèrement inclinée vers le haut par rapport à l'axe optique s'ils avaient été transmis sans réflexion. Cet effet peut également être renforcé ou influencé par divers paramètres comme par exemple une légère inclinaison de la plieuse par rapport à l'axe optique, une forme complexe non plane de la plieuse, une forme complexe de la lentille (ou d'un réflecteur paraboloïdal en lieu et place de la lentille) et/ou un léger décalage de la plieuse selon l'axe Y par rapport à l'axe optique. L'élément optique 6 peut être déplacé selon l'axe Z correspondant à l'axe optique au moyen d'un actuateur 14. Ces déplacements permettent de déplacer le bord de coupure vers l'avant ou l'arrière de sorte à moduler la hauteur de coupure du faisceau projeté par le dispositif. Cette fonction est particulièrement adaptée à compenser les changements d'inclinaison du dispositif comme par exemple l'assiette du véhicule sur lequel le dispositif est monté. Cette adaptation peut être ponctuelle lors du démarrage du véhicule afin de compenser, par exemple, un chargement important du coffre ou encore peut être permanente lors du roulage du véhicule afin de compenser, par exemple, un changement d'assiette dans un plan longitudinal lors de freinages ou d'accélérations. De plus le bord de coupure ne doit pas nécessairement être droit et perpendiculaire à l'axe optique, il peut en effet être incliné ou avoir un profil complexe afin d'optimiser l'empreinte projetée et/ou de compenser certaines aberrations inhérentes à certains éléments optiques. La zone optique réfléchissante 6b peut correspondre à une fonction dite « code » ou « Low Beam » pour le croisement avec d'autres véhicules venant en sens opposé, où l'empreinte du faisceau projeté est coupée dans sa partie haute. Une inclinaison du bord de coupure (non représenté) permet d'obtenir une empreinte dont la partie haute varie selon l'axe X.
  • La troisième zone 6c de l'élément optique 6 est une surface partiellement transparente et partiellement réfléchissante. Elle présente une forme en L, où les branches du L sont transparentes et le reste de la zone est réfléchissante. La partie réfléchissante est représentée par la zone hachurée. Cette zone correspond à une fonction dite « sélective » qui permet de faire varier l'empreinte projetée selon l'axe X de sorte à faire correspondre la partie coupée à un véhicule venant en sens opposé. La surface réfléchissante va réfléchir les rayons lumineux provenant du réflecteur (1) qui vont ensuite être réfractés par la lentille (5). La surface réfléchissante de la zone 6c va donc limiter la hauteur du faisceau sur sa gauche. La zone 6c représentée à la figure 2 correspond à un projecteur de véhicule. Le projecteur du côté opposé devra présenter une zone 6c symétrique par rapport à l'axe Z. Chaque projecteur aura donc dans cette fonction un faisceau d'éclairage avec une zone assombrie en haut du côté de l'autre projecteur, respectivement, formant ainsi une fenêtre haute assombrie dans l'empreinte d'éclairage des deux projecteurs. Les deux zones 6c respectives peuvent alors être déplacées de manière continue et contrôlée en fonction de la position du véhicule opposé de sorte à déplacer la fenêtre transversalement selon l'axe X. Les mouvements des éléments optiques des deux projecteurs dans la fonction « sélective » ne doivent pas nécessairement être identiques. En effet, il peut être souhaité voire nécessaire de pouvoir élargir la fenêtre en fonction du rapprochement du véhicule opposé et par là de déplacer les éléments optiques des deux projecteurs de manière différenciée. Alternativement au déplacement continu de l'élément optique 6 du projecteur, on peut faire pivoter tout le dispositif optique du projecteur selon un axe essentiellement parallèle à l'axe Y. Un déplacement de la fenêtre selon l'axe Y peut également être à un déplacement selon l'axe optique ou axe Z. Un tel déplacement est souhaitable voire nécessaire afin que la fenêtre puisse suivre un véhicule opposé se rapprochant. La forme de la partie réfléchissante peut être différente de celle de la figure 2. Le principe optique de fonctionnement est illustré à la figure 5 montrant bien que certains rayons traverse la surface sans (ou avec très peu de) déviation et d'autres sont réfléchis en fonction de l'endroit de la zone qu'ils rencontrent.
  • La quatrième zone 6d de l'élément optique est une surface transparente ou vide de toute fonction optique. Le principe optique de fonctionnement est illustré à la figure 6 qui illustre que tous les rayons sont transmis sans (ou avec très peu de) déviation. Cette position correspond à une fonction dite « route » ou « High Beam », c'est-à-dire à une empreinte naturelle non coupée du dispositif optique.
  • Le dispositif décrit permet ainsi d'assurer quatre fonctions d'éclairage au moyen d'une seule source lumineuse. Le passage d'une fonction à une autre se fait au moyen de l'actuateur 10 qui déplace en translation l'élément optique 6 jusqu'à ce que la zone correspondante soit en position centrée longitudinalement sur le foyer 4 du dispositif optique.
  • Un second mode de réalisation est illustré aux figures 7 et 8a-8d. L'architecture de ce dispositif est similaire à celle du premier mode de réalisation, à savoir un réflecteur elliptique 1 dans un demi-espace, une source lumineuse 3 éclairant essentiellement dans vers le demi-espace de réflecteur et positionné au niveau du premier foyer du réflecteur, un élément optique 6' mobile transversalement et longitudinalement au niveau du second foyer 4 du réflecteur et une lentille dont le foyer correspond au second foyer 4 du réflecteur. Ce dispositif se distingue de celui du premier mode de réalisation par l'élément optique 6'. Il comporte deux zones optiques : une première zone 6a' transparente et une seconde zone comprenant une majeure partie 6b' réfléchissante et une partie mineure transparente 6c'. La frontière entre la partie réfléchissante 6b' et la partie transparente 6c' correspond au bord de coupure. Le dispositif comporte quatre fonctions qui sont illustrées de manière schématique aux figures 8a à 8d. L'élément optique 6' y est représenté de manière agrandie à des fins de clarté.
  • La première fonction est illustrée à la figure 8a où la zone transparente est en fonction, c'est-à-dire positionnée transversalement au niveau du second foyer du réflecteur. Cette première fonction est la fonction dite « route » ou « High Beam » générant une empreinte de projection naturelle du dispositif optique.
  • La seconde fonction est illustrée à la figure 8b où les zones 6a' et 6b' sont à cheval sur la région du second foyer où passent les rayons venant du réflecteur 1. Cette fonction est dite « sélective » qui permet de faire varier selon l'axe X l'empreinte projetée de sorte à faire correspondre la partie coupée à un véhicule venant en sens opposé. La position transversale de l'élément optique est variable de façon continue afin de pouvoir « suivre » la position du véhicule venant en sens inverse. Pratiquement parlant, une partie des rayons réfléchis par le réflecteur sont réfléchis par la surface réfléchissante 6b'. La réflexion occasionnée par la surface réfléchissante dite « plieuse » va réduire la hauteur de la partie correspondante de l'empreinte. La hauteur de l'empreinte est ainsi réduite à sa gauche. Le déplacement progressif de l'élément optique 6' vers la gauche correspondant à une augmentation de la surface réfléchissante active va modifier l'empreinte du faisceau projeté en élargissant l'abaissement de hauteur vers la droite. Cette fonction en combinaison avec un second projecteur symétrique (pour ce qui concerne la partie de l'élément optique utilisée pour former le faisceau sélectif) permet de former une fenêtre assombrie en adaptant la coupure et l'abaissement du faisceau à un véhicule opposé dont la position angulaire par rapport au véhicule éclairé par le dispositif varie. Similairement à l'exemple précédent, un déplacement de la fenêtre selon l'axe Y peut également être combiné à un déplacement selon l'axe optique ou axe Z. Un tel déplacement est souhaitable voire nécessaire afin que la fenêtre puisse suivre un véhicule opposé se rapprochant.
  • La troisième fonction est illustrée à la figure 8c où la partie rectangulaire réfléchissante de la zone 6b' est active. Elle génère une coupe sur toute la largeur de l'empreinte. Il peut s'agir d'une fonction dite « touriste » à savoir celle d'un véhicule normalement roulant à gauche et roulant sur un territoire où l'on route à droite. Le faisceau projeté est coupé sur toute sa largeur et évite ainsi un éblouissement qui aurait sinon lieu en éclairage du type « code » ou « croisement » pour un rouleur à gauche.
  • La quatrième fonction est illustrée à la figure 8d où la zone transparente 6c' est partiellement active. Dans cette position, une partie des rayons provenant de la partie droite du réflecteur 1 rencontre et traverse la partie transparente 6c' et est ensuite réfracté et projetée vers la partie supérieure gauche du faisceau. Les rayons correspondants provenant de la partie gauche du réflecteur sont réfléchis par la surface réfléchissante 6b'. Une partie des rayons peut passer outre le bord avant de la surface réfléchissante. L'empreinte résultante est limitée en hauteur en raison du bord de coupure avant de la surface réfléchissante, et ce de manière inversée. La section du bord de coupure qui est plus avancée que le bord incliné limite la hauteur sur la partie droite de l'empreinte et le bord incliné limite la hauteur sur la partie gauche de l'empreinte dans une moindre mesure et de manière progressive. Il s'agit d'une fonction « code » ou « Low Beam » pour un véhicule destiné à rouler à gauche.
  • Ce dispositif permet de réaliser de manière assez simple un projecteur avec quatre fonctions. L'élément optique doit simplement comporter une surface transparente et une partie réfléchissante. La partie réfléchissante peut être réalisée assez simplement par métallisation sur un support. A cet effet, il peut être intéressant de réaliser des repères optiques de position 13 en même temps que la surface réfléchissante. Ceux-ci sont illustrés à la figure 8e. Les repères optiques sont avantageux pour cette application et sont de plus assez simples à réaliser dans ce contexte.
  • Il est à noter que diverses combinaisons de fonctions d'éclairage décrites sont envisageables. De plus d'autres fonctions sont également envisageables comme par exemple un clignotant en prévoyant une zone transparente colorée au niveau de l'élément optique. Dans ce cas, il serait éventuellement nécessaire de réduire la puissance de la source lumineuse. Une fonction « brouillard » est également possible en prévoyant par exemple une zone réfléchissante plus grande, c'est-à-dire avec un bord de coupure plus avancé (vers la lentille) afin de diriger le faisceau projeté d'avantage vers le bas. Il est également à noter que la présence d'une surface réfléchissante n'est pas nécessaire. On pourrait par exemple prévoir un élément optique avec une zone divergente pour une fonction « DRL » et une zone transparente pour une fonction « route » ou « High Beam ».
  • Il est également à noter que le déplacement de l'élément optique doit être transversal mais pas nécessairement en translation. En effet, en fonction de divers paramètres comme par exemple l'encombrement disponible et le nombre de fonctions à assurer, on pourrait prévoir un élément optique légèrement courbé dans le plan de sa surface et le faire tourner selon un centre de rotation situé par exemple derrière le réflecteur et la source lumineuse sur l'axe optique.
  • Il est également à noter que la surface de l'élément optique qui comporte les différentes zones optiques ne doit pas nécessairement être plane. Au contraire, en fonction des différents effets optiques désirés, on peut imaginer une surface légèrement complexe.
  • Le mouvement transversal de l'élément optique ne doit pas nécessairement être perpendiculaire à l'axe optique et dans le plan délimitant le demi-espace du réflecteur. On pourrait imaginer un mouvement transversal mais non perpendiculaire ainsi que dans un plan formant un certain angle avec le plan délimitant le demi-espace du réflecteur, et ce en fonction de divers paramètres comme, par exemple, l'encombrement maximum. L'élément optique peut également se situer à une faible distance du plan délimitant le demi-espace du réflecteur, en fonction, par exemple, des différentes imperfections et/ou aberrations des éléments optiques.
  • Les modes de réalisation décrits comportent une seule source lumineuse. Il est tout-à-fait envisageable de prévoir plusieurs sources lumineuses ou plusieurs dispositifs similaires en parallèles où les éléments optiques mobile seraient liés mécaniquement et déplacer par un seul actuateur.

Claims (16)

  1. Dispositif d'éclairage pour projecteur, notamment de véhicule, comprenant:
    un réflecteur (1) comportant un premier foyer, un second foyer (4) et un axe optique (2) passant par le premier et le second foyer ;
    une source lumineuse (3) située à proximité du premier foyer du réflecteur (1) de sorte que les rayons lumineux émis par la source lumineuse (3) soient réfléchis par le réflecteur (1) approximativement vers son second foyer ;
    un premier élément optique (5) comportant un foyer et un axe optique (2), le foyer étant situé à proximité du second foyer (4) du réflecteur, le premier élément optique (5) étant apte à projeter les rayons lumineux émis par la source (3) et
    réfléchis par le réflecteur (1) en un faisceau selon son axe optique ;
    un second élément optique (6 ; 6') de préférence comprenant une surface généralement plane dont une zone est située à proximité du second foyer (4) du réflecteur (1) de sorte à recevoir avec un angle d'incidence les rayons lumineux émis par la source (3) et réfléchis par le réflecteur (1) ;
    caractérisé en ce que
    le second élément optique (6 ; 6') est mobile dans le plan de sa surface, notamment sensiblement transversalement à l'axe optique (2) du réflecteur (1), de sorte à pouvoir déplacer ladite zone hors des rayons lumineux.
  2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface du second élément optique (6 ; 6') comprend au moins deux zones positionnées l'une à côté de l'autre transversalement à l'axe optique (2) du réflecteur (1), chaque zone étant au moins d'un des types suivants : réfléchissante, transparente, colorée, diffusante ou lentille divergente ou une combinaison spatiale de ces différents types
  3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface du second élément optique (6 ; 6') est de forme allongée, préférentiellement essentiellement rectangulaire, avec un axe longitudinal (11), comportant au moins deux zones réparties le long de l'axe longitudinal (11), dont les caractéristiques optiques sont différentes et sélectionnées parmi les suivantes : réfléchissante, transparente, colorée, diffusante ou lentille divergente ou une combinaison spatiale de ces différents types.
  4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second élément optique (6 ; 6') est mobile en translation dans un plan sensiblement horizontal, suivant des directions combinées parallèle et perpendiculaire à l'axe optique (2).
  5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le second élément optique (6 ; 6') est mobile en translation, préférentiellement généralement selon une direction (11) perpendiculaire à l'axe optique (2) du réflecteur (1).
  6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface du second élément optique (6 ; 6') est de forme allongée légèrement courbée selon un courbe principale, préférentiellement selon un arc de cercle, et comportant au moins deux zones réparties le long de sa courbe principale, dont les caractéristiques optiques sont différentes et sélectionnées parmi les suivantes : réfléchissante, transparente, colorée, diffusante ou lentille divergente ou une combinaison spatiale de ces différents types
  7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le second élément optique (6 ; 6') est mobile en rotation selon un rayon suffisamment grand que pour assurer un mouvement des zones qui soit transversal à l'axe optique (2) du réflecteur (1).
  8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface du second élément optique (6') comprend une zone réfléchissante (6b') avec un bord dit bord de coupure croisant l'axe optique (2) du réflecteur (1), préférentiellement du côté opposé au réflecteur (1).
  9. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que le bord de coupure présente un profil variable selon une direction généralement perpendiculaire à l'axe optique (2) du premier réflecteur (1).
  10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le bord de coupure présente un profil constant selon une direction généralement perpendiculaire à l'axe optique (2) du premier réflecteur (1).
  11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réflecteur (1) comporte une surface réfléchissante (12) courbe, préférentiellement elliptique, dans un demi-espace limité par un plan, le premier et le second foyer du réflecteur (1) étant situés approximativement dans ledit plan, le second élément optique (6 ; 6') étant mobile dans ledit plan ou parallèlement audit plan.
  12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second élément optique (6 ; 6') est mobile avec au moins deux positions indexées.
  13. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier élément optique est du type réflecteur dont l'axe optique croise l'axe optique du réflecteur, préférentiellement dont l'axe optique est perpendiculaire à l'axe optique du réflecteur.
  14. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier élément optique est une lentille (5) dont l'axe optique correspond essentiellement à l'axe optique (2) du réflecteur (1).
  15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second élément optique (6, 6') est mobile également essentiellement selon l'axe optique (2) du réflecteur (1), préférentiellement en translation, au moyen d'un actuateur (14).
  16. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second élément optique (6 ; 6') est mobile en translation et/ou en rotation, notamment en double mouvement, au moyen d'un moteur électrique (10), par exemple un moteur pas à pas, d'un moteur piézoélectrique ou d'un solénoïde, notamment au moyen d'un seul moteur piézoélectrique en pilotant la fréquence d'activation de façon appropriée.
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