EP2390562A2 - Lighting module for headlights of an automobile - Google Patents
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- F21S41/365—Combinations of two or more separate reflectors successively reflecting the light
Definitions
- the invention relates to a lighting module or a lighting unit for a motor vehicle headlamp.
- the lighting modules of the state of the art generate a beam for the realization of a light beam, allowing the illumination of the road, alone or in combination with the beam or beams of other modules. They generally comprise a set of associated optical elements to form the beam. Some of these beams are cut-off beams, especially anti-fog or code type. Some modules, generating cut-off beams, use imaging lenses and a folder, ie a reflective plate or horizontal reflective cover, to create the cut.
- Two-function lighting modules are also known, in particular according to FR 2 860 280 or after US 7,387,416 .
- the folder serves both for the upper cut of the code beam and for the lower cut of the complementary beam, allowing in association with the code beam to make a road beam.
- the image of the front edge forms an obscure line of separation between the beams given by the two emitters to produce the road beam.
- it has been planned to make the common cut blurred by defocusing the folder or the lens, or adding patterns to the latter.
- the fusion of the two beams, effected by fuzzy areas, also leaves a darker area between the two beams. Changes tending to make the cut blurred decrease the value of the maximum intensity of the road beam.
- the invention aims to achieve simpler projectors design.
- Such a module makes it possible to create a cut-off beam without the aid of a horizontal or vertical cache.
- the module thus comprises fewer parts.
- a bi-function module which can generate a cut-off beam, for example a code or a beam with a horizontal cutoff, and a second beam cut, which superimposed on the first realizes a beam route.
- a cut-off beam for example a code or a beam with a horizontal cutoff
- a second beam cut which superimposed on the first realizes a beam route.
- the first reflector is determined in such a way that the images of the first emitter, which it provides in the plane of this emitter, meet the control curve while being entirely on the side of the light spot. This makes it possible to improve the sharpness of the cut and to bring the maximum intensity of the first beam towards the cutoff of this first beam.
- the cut-off beam is a beam with a higher cutoff, the illuminated zone being located below this cutoff.
- Such a lighting unit corresponds to an alternative embodiment of a light beam.
- said given point of the transmitter is a point of the front or rear edge of the transmitter.
- the beam obtained by this embodiment also makes it possible to create a cut-off beam without the aid of a horizontal or vertical cache.
- said given point of the transmitter is a point of the front or rear edge of the transmitter depending on whether the control curve constitutes respectively the rear edge or the leading edge of the light spot generated by the first reflector and the first emitter.
- the beam produced by the lighting unit is thus also a cutoff.
- the given direction may be inclined relative to the plane of the emitter of the lighting unit.
- the invention also relates to a motor vehicle headlamp, comprising at least one module and / or a lighting unit according to the invention.
- the projector comprises for example a housing closed by a transparent closure glass, this module and / or this lighting unit being inside the space closed by the housing and the ice.
- This projector can realize a long-range lighting beam, by means of a lighting unit according to the invention, such as a road beam, and also a cut-off lighting beam, by means of the lighting module. according to the invention.
- the lighting unit and the module can also be separate each having its own lens. These lenses can be, according to the invention, very close and be placed adjacent. This gives a uniform off-white appearance.
- the longitudinal direction corresponds to the direction from the rear to the front of the vehicle, or about the overall direction of emission of the lighting beam of the module or the unit according to the invention.
- the vertical direction is perpendicular to the longitudinal direction and corresponds to verticality when the unit or module operates in a vehicle on a horizontal road.
- the transverse direction corresponds to a direction perpendicular to the longitudinal direction and the vertical direction.
- the lighting module and the lighting unit preferably share the same lens. We thus gain not only homogeneous, but still compact appearance.
- the invention also relates to a motor vehicle containing such a projector.
- a bi-function lighting module M for a motor vehicle headlight comprising a first planar emitter formed by the emitter 1 of a first light emitting diode or LED to give a cut-off beam.
- a fog beam is a beam with an upper cut that is flat and horizontal.
- the plan ⁇ 1 ( Fig. 2 ) of the LED ie the plane containing the emissive emitter of the LED, is generally horizontal when the module is installed in the vehicle.
- this plane ⁇ 1 can be tilted 0.57 ° (1%) below the horizontal, once mounted on a vehicle. We can then take the flat cut on the horizontal.
- a first reflector R1 is associated with the transmitter 1.
- the emitter emitter 1 of the first LED emits upwards and the first reflector R1 is disposed above the first LED.
- the emitter emitter 1 of the first LED emits down and the reflector R'1 is disposed below the LED.
- This first reflector R1 is determined so as to create in the horizontal plane of the first emitter 1 a light spot S ( Fig. 2 ) limited by a control curve A which can be chosen arbitrarily.
- Curve A constitutes the trailing edge of spot S, especially when reflector R1 is above first transmitter 1, as in the case of Fig. 1-3 .
- this curve A may constitute the front edge of the spot S, in particular when the first reflector R'1 is below the emitter, as in the case of Fig. 19 .
- the curve A which is not materialized, is contained in the plane ⁇ 1 of the transmitter 1 and is located in front of this transmitter.
- front and rear are to be understood according to the propagation direction of the light which goes from the reflector R1 towards the front, that is to say towards the lens.
- the reflector R1 for the code is calculated in considering the inverse path of light coming from a lens L so that a radius r based on the control curve A and reflected at a point p of the first reflector R1 arrives on the front corner 1a of the transmitter 1 , located on the opposite side to the point of the input face of the lens L, from which the radius r is derived, relative to the vertical plane Q1 passing through the optical axis.
- radius based on the curve A is meant a radius meeting the curve A and contained in the plane perpendicular to the curve A at the point of intersection of the radius considered and the curve A.
- the optical axis is example, as illustrated in figure 4 , the axis contained in the plane of the light emitter and passing through the center of the light emitter and substantially perpendicular to the front edge of the light emitter. The same condition is applied to another point p 'of the first reflector R1 which reflects a radius r' also towards the corner 1a.
- the rays are reflected at points of the first reflector R1 such that the point pb to arrive on the front corner 1b located on the opposite side relative to the plane Q1.
- the L lens ( Fig. 1-3 ) is conjugated with the first reflector R1 and is determined so that its section Lc ( Fig.2 ) by a plane Vc orthogonal to the control curve A at any point ac is identical to that of a stigmatic reference lens between the point of intersection ac with the plane Vc, and infinity, in the direction given by the intersection ⁇ c of the plane Vc and of the plane ⁇ 1 of the curve A.
- the draw D which corresponds to the distance between the focus ac of a vertical section of the lens L and the input face Le of this lens, is constant, and the section of the input face Le by the plane ⁇ 1 is constituted by a curve B parallel to the curve A at the distance D.
- This draw D, the section of the input face Le, and the thickness at the center for this section are identical to those of the reference lens.
- the curve A is located in a horizontal plane which is that of the LED 1.
- the plane Vc is therefore vertical and orthogonal to the tangent to the curve A at the point ac.
- the intersection ⁇ c is horizontal and itself orthogonal to the tangent to the curve A at the point ac.
- a light ray r1 reflected by the first reflector R1 and passing through the point ac leaves the lens L along the radius e1 parallel to ⁇ c.
- the ray r1 comes from the front edge of the transmitter 1.
- the other light rays of the transmitter 1 will come from a point situated behind the one that provides the ray r1 so that the reflected ray r2 will be above the radius r1 so as to meet the plane ⁇ 1 in front of the line A, in the spot S.
- This ray r2 will emerge from the lens L according to an emerging ray e2 inclined downwards with respect to the direction ⁇ c and to the horizontal plane ⁇ 1.
- the lens L makes it possible to spread the beam because of the convex shape of the curve A towards the front; the shape of the lens L is substantially toric with a convex exit face Ls.
- the beam given by the set of the first transmitter 1, the first reflector R1 and the lens L is a horizontal cut beam, the cut line being determined by the curve A, which has no material thickness, and the beam is located below the cutoff line since the rays such as e2 are inclined downwardly relative to the horizontal plane ⁇ 1.
- the images such as 11, 12 of the LED 1 given by the different points of the first reflector R1 are located in front of the curve A.
- One of the vertices of the rectangular image is in contact with the curve A.
- the device thus formed creates a flat-cut beam whose horizontal distribution (and in particular the width) is controlled by the curve of plane control A initially chosen.
- the light may be above the cutoff line, the first emitter 1 emitting upwards and control curve A constituting the leading edge of the light spot, or first emitter 1 emitting downwards and control curve A constituting the trailing edge of the light spot, or below the cut-off line, the first emitter 1 emitting upwards, and control curve A constituting the trailing edge of the spot S, or emitter 1 emitting down and control curve constituting the front edge of the spot of light.
- a second horizontal plane transmitter 2 having an emission direction opposite that of the first transmitter 1 and offset vertically with respect to the first transmitter 1 in its own transmission direction.
- This second emitter 2 can also be shifted in view from above with respect to the first emitter 1 in order to facilitate the physical implantation of the sources, namely closer to or further from the lens L than the first emitter 1.
- the second planar emitter 2 is formed by the photoemissive element of a second LED and is intended to contribute to the establishment of a second beam which, in combination with the beam of the first emitter 1, gives a road beam.
- the second LED emits down as illustrated on Fig. 3 .
- the LEDs 1, 2 are arranged on the two opposite parallel faces of the same support 3, the second LED 2 being located behind the LED 1.
- a second reflector R2 is located below the LED 2 to provide the beam that is added to the cut beam of the first reflector R1 to produce the road beam.
- the second reflector R2 is determined as illustrated in Fig. 6 such that, in a reverse path of light, rays r3, r4 parallel to the arbitrary direction chosen in a plane parallel to the parallel planes of the emitters 1, 2, after deflection by the lens L and reflection at a point m3 , m4 of the second reflector R2, meet the second emitter 2 at a point 2a, 2b of its front edge, preferably located at an angle of the second emitter 2.
- the ray reflected last by the point m3 of the reflector R2 arrives on the corner 2a of the second emitter 2 situated on the opposite side to the point m3 with respect to the vertical plane Q1 passing through the optical axis.
- the radius r4 which is on the other side of this plane Q1 with respect to r3, the ray reflected by m4 comes from the corner 2b situated at the other end of the front edge of the second emitter 2.
- the plane ⁇ 2 orthogonal to the r3, r4 rays is a wave surface for the parallel beam coming out of the lens L and coming from the reflector R2.
- the second reflector R2 is calculated by expressing that the optical path is constant for rays such that r3, r4 between the plane ⁇ 2 and the point 2a, 2b of the second emitter 2 from which the radius originates.
- the device thus formed creates a concentrated beam whose light is located on the opposite side (vertically) of the horizontal cut of the beam created with the first transmitter 1.
- the parallel to the control curve A initially chosen, at a distance equal to the sum of the draft D of the stigmatic lens of construction and its thickness in the center, has no cusp point or double point. This parallel corresponds to the section of the exit surface of the lens by the plane ⁇ 1 of the transmitter 1.
- Fig. 7 is an illustration of the light spot S which is produced in the horizontal plane of the first emitter 1. This light spot S could be observed after removal of the lens L and establishment of a horizontal screen in the plane of the first emitter 1.
- the trailing edge of the spot S is formed by the curve A, while the front limit B corresponds to the intersection of the entrance face of the lens Le by the horizontal plane of the spot S.
- Fig. 8 illustrates the isolux curves of the first horizontally cut beam obtained with the first LED (first emitter 1), the reflector R1 and the lens L.
- the set of isolux lines of the beam F1 that is to say its illuminated zone, is located under the horizontal cut, below the horizontal line H of cut.
- Fig. 9 illustrates the isolux curves of the beam F2 obtained with the second LED 2, the reflector R2 and the lens L, this set corresponding to the previously described lighting unit.
- the isolux curves of the beam F2 are located above the cut line H.
- the second reflector R2 the emitter 2 and the lens L, form light unit variants according to the invention.
- a direction of the emerging radii r3, r4 which is not horizontal and in particular inclined upwards is chosen if the beam created by the first emitter 1 is situated above its cutoff line. or inclined downwards if this beam is below its cutoff line.
- Fig. 10 and 11 show a module of the same type as that of Fig. 1-3 and which corresponds to the case where the first emitter 1 radiates upward and creates a beam located below its horizontal cutoff line ( Fig. 1-4 ).
- Some LEDs may have weakly bright areas in the vicinity of the edges of their emitters 1. If an LED of this type is used to make the first emitter 1, noise appears above the cut, which, depending on the function performed ( and in particular the horizontal spreading of the beam) can decrease the quality of the beam more or less strongly (these parasites potentially correspond to dazzling).
- a blade of transparent material 4 ( Fig.11 ) having an upper planar face 4a contained in the plane of the first emitter 1 and a front face consisting of a cylinder fraction of vertical generators admitting the control curve A for cross section.
- the rear face located closer to the transmitter 1 than the front face, may be the result of a translation of the front face or a parallel surface.
- the upper front edge of the blade 4 coincides with the control curve A, and therefore passes through the focus of the lens L in a vertical section plane.
- the input face 4e of the blade 4 is convex towards the front and the exit face 4s is parallel to the face 4e, the thickness of the blade being constant.
- the parasitic rays such as 5, shown in dashed lines reach the upper face 4a of the blade and undergo both a partial reflection and a refraction.
- the radius 5r reflected by the reflector R1 from the radius 5, falls on the upper face 4a of the blade 4 behind the front edge and therefore behind the focus of the lens for the plane considered.
- the portion 5r2 reflected by the face 4a reaches the lens L and is returned along the radius 5s in the beam, below the cut due to the phenomenon of "folding". If the refractive index of the material of the blade 4 is greater than ⁇ 2, the refracted portion is guided downwardly of the blade 4 where a means is provided for it to be absorbed.
- Such a device thus ensures the absence of parasites above the cut.
- the fraction of energy lost by guidance is negligible. For example 0.58 lm for an LED at 600 lm - with 380 lm in the beam beyond the lens, in one of the exemplary embodiments.
- the second reflector R2 is determined so that, along a reverse path of light, light r3 r4, r4 parallel to an arbitrary direction, chosen in a plane parallel to the parallel planes of the emitters 1,2, after crossing and deflection by the lens L, after crossing the rear face and then the front face of the blade, and reflection on the second reflector R2, meet the second emitter 2 at a point in its center, the front face being considered as an infinite vertical extent and considering a given thickness of blade 4.
- the upper face 4a of the guide 4 then acts as a folder in total reflection and creates a partial low cut in the concentrated beam.
- the second reflector R2 is constructed by means of the calculations carried out for the improvement 2, applied to the case of a guide 4 of zero thickness.
- the second reflector R2 and the second emitter 2 thus give an intense uninterrupted beam which can be used for a road-type function and which has a large overlap with the cut-off beam created by the first emitter 1. sending additional light rays under the cut, it has the advantage of allowing to obtain a beam much more intense than the image alignment beam.
- the second reflector R2, the emitter 2 and the lens L form a variant of the lighting unit according to the invention.
- Fig. 12 shows in perspective, similar to Fig. 1 , a module M1 according to the invention, in which the control curve A is rectilinear horizontal so that the lens L1 has an entry face L1e which is flat, vertical.
- the second reflector R2, the transmitter 2 and the lens L1 form a lighting unit variant according to the invention.
- Fig. 13 shows, similarly to Fig. 12 , an M2 module with a control curve formed by a straight line, and furthermore equipped with a blade 4.1 with parallel vertical plane faces adapted to avoid the parasites due to rays coming from the edges of the plane emitter 1.
- the second reflector R2 , the transmitter 2 and the lens L1, form a lighting unit variant according to the invention.
- a module M3 with beam shifted laterally The cut-off beam produced by the reflector R1 has an optical axis Y1 different from the optical axis Y2 of the beam produced by the reflector R2 for the road beam.
- the lateral offset angle ⁇ of the Y2 axis beam relative to the Y1 axis of the cut beam can be 14 °.
- the entire module M3 is rotated by the same value, in the opposite direction, so that the optical axis Y2 is parallel to the axis of the vehicle.
- the second emitter 2 is shifted laterally in the opposite direction to the offset of the beam. For example -10 mm in the transverse direction of the vehicle, before rotation of the module to optimize the efficiency of the road beam.
- the second reflector R2, the emitter 2 and the lens L form a variant of the lighting unit according to the invention.
- Fig. 15 is a diagram of the isolux curves of the beam F'2 obtained with the second transmitter 2 of Fig. 14 , which is located on either side of the horizontal line of cut.
- Fig. 16 illustrates the isolux curves of the beam F'1 obtained with the first transmitter 1 of Fig. 14 , which is shifted laterally with respect to the beam of Fig. 15 .
- Fig. 17 illustrates the isolux curves of the beam resulting from the fusion of the wide-width beam F'1 for the code and the road complement F'2.
- the F'2 complement "road” beam should be placed with its maximum located at 1% higher than the cutoff line.
- a module M4 according to the invention in which the LED 1 for the cut-off beam emits downwards and the first associated reflector R'1 is located below the LED 1.
- the LED 2 for the road beam emits upwards and the second associated reflector R'2 is located above this emitter 2.
- the second reflector R'2, the emitter 2 and the lens L form a variant of the lighting unit according to the invention. invention.
- the control curve A '( Fig. 20 ) is concave towards the lens L '.
- the exit face The s of this lens is also concave as visible on Fig. 18 .
- the reflector R'1 is determined so as to create a spot of light S '( Fig. 20 ) located behind the control curve A 'and admitting this curve as the front limit.
- the rays such as 6 coming from the rear edge of the first emitter 1 are reflected at 6a by the reflector R'1 so as to rely on the curve A 'which corresponds to the focus of the stigmatic lens in a vertical sectional plane, similar to what was explained about Fig. 3 .
- the rays coming from points situated in front of the rear edge of the transmitter 1, after passing through the lens L ', will be inclined downwards on the horizontal plane.
- the beam produced by the first transmitter 1 and the first reflector R'1 will be a cut-off beam located below the cutoff line.
- the rear edge of the second emitter 2 emits rays which, after reflection by the second reflector R'2, rely on the curve A 'or are located behind this curve.
- the other points of the second emitter 2 will give rays which, after passing through the lens L ', will be directed upwards relative to the horizontal.
- the first reflector R'1 is determined as illustrated in FIG. Fig. 21 in order for the light rays r'4, r'6 considered along the inverse path of the light, to converge towards the rear corners 1c, 1d of the plane rectangular emitter 1, on the same side of the vertical plane Q'1 passing through the optical axis that their point of intersection m'4, m'6 with the reflector R'1, in the case where m'4, m'6 is outside the space between two planes Q2 and Q3 parallel to Q '1 and passing through the back corners of the transmitter 1.
- cut-off beam located above the cut-off line are possible.
- the first reflector R1 is determined so that it gives a spot of light located behind the control curve A, instead of to be ahead in the example that has been described.
- the first reflector R'1 is determined to give a spot of light ahead of the concave control curve A '.
- a cut-off beam is obtained by controlling only the ignition of the first transmitter 1, and a road-type beam by controlling the ignition of the two transmitters 1 and 2.
- the fusion of two beams is effected then in good conditions, without presence of a dark band between them since there is no hardware edge of folder. This fusion takes place without the need to control a mechanical movement of a folder.
- the invention provides a module with a toric lens rather than elliptical. It is thus possible to assemble several similar modules with toric lenses, in continuity of tangency of the surfaces of the lenses.
- the module produces a wide beam with clean cut, and does not have a complex form of brake to compensate, still partially, the aberrations of the lens.
- the lens is non-imaging, that is to say that it does not form the image of an object located at its focus in any real or virtual plane, even when the size of the object tends towards 0.
- Good yields for the road beam and for the coded beam are obtained with respect to more conventional folding solutions. There are no hard parts to make.
- a first lighting module according to the invention with a lighting unit according to the invention, said module and said unit being two sets of distinct optical systems, with a separate lens.
- This use can be performed in the same vehicle headlight, the lighting unit and the lighting module being placed in the housing of the projector.
- the casing is preferably closed, preferably by a transparent closure glass.
- Figures 23 to 25 illustrate the lateral juxtaposition of a first lighting module Ma with a lighting unit Mb, each having its own lens, respectively La and Lb.
- the first lighting module Ma may be a lighting module according to the invention. In the example shown in Figures 23 to 25 , it corresponds to a module such as the one illustrated in figure 1 , but without the reflector R2 or the transmitter 2.
- the module Ma comprises a first reflector R1, deviating the rays emitted by an LED 1 to the lens La, to create a first beam in a global direction X1.
- the first reflector R1 and the lens La have a determined shape and are arranged as the first reflectors and the lenses of the lighting modules according to the present invention described above.
- Other lighting modules according to the invention could therefore be used, with or without a lighting unit according to the invention, such as for example a module such as that of my figure 4 , with or without the second reflector R2 and the second emitter 2.
- the lighting unit Mb may be a lighting unit according to the invention. In the example shown in Figures 23 to 25 , it corresponds to a lighting unit such as that illustrated in figure 1 , without first reflector R1 or first transmitter 1.
- the lighting unit Mb comprises a second reflector R2, deflecting the rays emitted by an LED 2 to the lens Lb, to create a second beam in a global direction X2.
- the second reflector R2 and the lens Lb have a specific shape and are arranged as the second reflectors and the lenses of the lighting modules according to the present invention described above. Other lighting units according to the invention could therefore be used.
- the lighting module may be a module such as that M4 shown in FIG. figure 18 , without the second reflector and without the second transmitter.
- the lighting unit can then be a unit such as R'2, 2, L ', illustrated in FIG. figure 18 , without the first reflector and without the first transmitter.
- the lighting module Ma and the lighting unit Mb are aligned transversely, but they could also to be superimposed.
- the lenses La and Lb can be side by side with little space between them, as illustrated. They can also be adjacent; as the lenses are close in shape, or even identical, it is then possible to have a very homogeneous appearance, or even to place them in continuity from one another transversely, to give a unique lens impression.
- first transmitter 1 and the second transmitter 2 are mounted on separate supports 3 'and 3 ".
- the first cut-off beam and the second beam may be beams as previously described and be combined as previously described.
- the arrangement of the first reflector R1 with respect to the second reflector R2 and / or the offset between the first transmitter 1 and the second transmitter 2 may be as described above.
- the invention also covers vehicle projectors using lighting modules according to the invention but without a lighting unit according to the invention, for example a module such as the lighting module Ma previously described and illustrated, in a non-transparent manner. limiting, in Figures 23 to 25 .
- This module can for example be used to produce a first cut-off beam. It is then possible to have a second module, for example already known, to achieve an additional route beam, either in addition or alternatively to the illumination of the first module.
- the invention also covers vehicle projectors using lighting units according to the invention but without a first reflector, for example a unit such as the lighting module Mb previously described and illustrated, without limitation, in Figures 23 to 25 .
- This module can for example be used to make a road beam. It is then possible to have a lighting module, for example already known, to generate a cut-off beam, the lighting unit being switched on either in addition or alternatively to the illumination of the module.
- the invention also covers an M5 lighting unit, as illustrated in FIG. Fig. 26 to FIG. 29 .
- This lighting unit is a lighting unit according to the present invention.
- this unit is similar to the Mb lighting module previously described and illustrated, without limitation, in Figures 23 to 25 .
- this lighting unit M5 is intended to be mounted in the projector by being rotated 90 ° along a longitudinal axis relative to the mounting of the lighting unit Mb Figures 23 to 25 .
- the planes according to which the lens section L "is stigmatic, as previously described, are always orthogonal to a vertical plane In other words, the lens L" extends vertically, in its greatest direction .
- the guide curve is vertical.
- this lighting unit M5 is made to generate a beam with a cutoff, as previously described for the formation of the complementary road beam. This makes it possible to have a vertical cut beam when it is placed in the projector, since the lighting unit is turned 90 ° compared to the units described in the other modes.
- this lighting unit M5 is designed so as to be able to generate an unbroken beam, as previously described, while arranging the lens vertically.
- the lens makes it possible to generate a road beam, as illustrated in FIG. figure 29 while the lens L "extends vertically
- the reflector R" 2 extends on either side of the horizontal plane passing through the LED 2.
- the reflector R "2 forms a concavity oriented transversely to the vehicle, for example the reflector R "2 is formed of a half shell, located approximately integrally on one side of the vertical and longitudinal plane passing through the LED 2.
- this lighting unit M 5 allows installation in a projector with a small transverse size. It also makes it possible to follow a curve in a vertical plane, and thus to realize road lights with a strong return on the top of the wing of the vehicle. It also allows a different orientation for reasons of style.
Abstract
Description
L'invention est relative à un module d'éclairage ou une unité d'éclairage pour projecteur de véhicule automobile.The invention relates to a lighting module or a lighting unit for a motor vehicle headlamp.
Les modules d'éclairage de l'état de la technique génèrent un faisceau permettant la réalisation d'un faisceau lumineux, permettant l'éclairage de la route, seuls ou en combinaison avec le ou les faisceaux d'autres modules. Ils comprennent en général un ensemble d'éléments optiques associés pour former le faisceau. Certains de ces faisceaux sont des faisceaux à coupure, notamment de type anti-brouillard ou code. Certains modules, générant des faisceaux à coupure, utilisent des lentilles imageantes et une plieuse, c'est-à-dire une plaque réfléchissante ou cache réfléchissant horizontale, pour créer la coupure.The lighting modules of the state of the art generate a beam for the realization of a light beam, allowing the illumination of the road, alone or in combination with the beam or beams of other modules. They generally comprise a set of associated optical elements to form the beam. Some of these beams are cut-off beams, especially anti-fog or code type. Some modules, generating cut-off beams, use imaging lenses and a folder, ie a reflective plate or horizontal reflective cover, to create the cut.
Des modules d'éclairage bi-fonction sont également connus, notamment d'après
Dans certains modules bi-fonction, la plieuse sert à la fois pour la coupure supérieure du faisceau code et pour la coupure inférieure du faisceau complémentaire, permettant en association avec le faisceau code de réaliser un faisceau route. L'image du bord avant forme une ligne de séparation obscure entre les faisceaux donnés par les deux émetteurs pour produire le faisceau route. Pour éviter cette bande sombre, il a été prévu de rendre la coupure commune floue en défocalisant la plieuse ou la lentille, ou en ajoutant des motifs à cette dernière. La fusion des deux faisceaux, s'effectuant grâce à des zones floues, laisse en outre une zone plus sombre entre les deux faisceaux. Les modifications tendant à rendre la coupure floue diminuent la valeur du maximum d'intensité du faisceau route. Ces inconvénients sont présents dans les faisceaux produits avec les dispositifs des deux brevets mentionnés précédemment.In some bi-function modules, the folder serves both for the upper cut of the code beam and for the lower cut of the complementary beam, allowing in association with the code beam to make a road beam. The image of the front edge forms an obscure line of separation between the beams given by the two emitters to produce the road beam. To avoid this dark band, it has been planned to make the common cut blurred by defocusing the folder or the lens, or adding patterns to the latter. The fusion of the two beams, effected by fuzzy areas, also leaves a darker area between the two beams. Changes tending to make the cut blurred decrease the value of the maximum intensity of the road beam. These disadvantages are present in the beams produced with the devices of the two patents mentioned above.
L'invention a pour but de réaliser des projecteurs plus simples de conception.The invention aims to achieve simpler projectors design.
Un objet de l'invention est un module d'éclairage pour projecteur de véhicule automobile, propre à fournir, notamment selon la commande qui lui est appliquée, un premier faisceau à coupure, le module d'éclairage comprenant :
- un premier émetteur de lumière plan, pour donner le premier faisceau, cet émetteur étant par exemple formé par au moins un émetteur photoémissif d'une première diode électroluminescente ou LED ;
- une lentille disposée en avant de l'émetteur,
- un premier réflecteur, caractérisé en ce que :
- le premier réflecteur est déterminé de manière à créer dans un plan comprenant le premier émetteur, une tache lumineuse par déviation des rayons émis par le premier émetteur, ladite tache lumineuse étant limitée par une courbe de contrôle constituant le bord avant ou le bord arrière de la tache, la courbe étant contenue dans le plan comprenant le premier émetteur et située en avant du premier émetteur,
- la lentille est déterminée de telle sorte que sa coupe, par un plan orthogonal à ladite courbe de contrôle, soit identique à celle d'une lentille de référence stigmatique entre le point d'intersection de la courbe de contrôle avec le plan orthogonal, et l'infini suivant la direction donnée par l'intersection du plan orthogonal et du plan de la courbe, le matériau de la lentille dudit module et de ladite lentille de référence ayant le même indice de réfraction, le premier réflecteur et la lentille étant agencés de manière à former le premier faisceau à coupure après réfraction par la lentille des rayons déviés par le premier réflecteur.
- a first plane light emitter, to give the first beam, this emitter being formed for example by at least one emitter light emitting a first light emitting diode or LED;
- a lens disposed in front of the transmitter,
- a first reflector, characterized in that
- the first reflector is determined so as to create in a plane comprising the first emitter, a light spot by deflection of the rays emitted by the first emitter, said light spot being limited by a control curve constituting the front edge or the rear edge of the stain, the curve being contained in the plane comprising the first emitter and situated in front of the first emitter,
- the lens is determined such that its section, in a plane orthogonal to said control curve, is identical to that of a stigmatic reference lens between the point of intersection of the control curve with the orthogonal plane, and infinite along the direction given by the intersection of the orthogonal plane and the plane of the curve, the material of the lens of said module and said reference lens having the same refractive index, the first reflector and the lens being arranged forming the first cut-off beam after refraction by the lens of the rays deflected by the first reflector.
Par en avant, on entend en avant selon le sens de propagation de la lumière, depuis l'émetteur de lumière vers la lentille.Forwards, we hear forward in the direction of propagation of light, from the light emitter to the lens.
Un tel module permet de créer un faisceau à coupure sans l'aide d'un cache horizontal ou vertical. Le module comprend ainsi moins de pièces.Such a module makes it possible to create a cut-off beam without the aid of a horizontal or vertical cache. The module thus comprises fewer parts.
Un autre avantage d'un tel module est qu'il peut également être associé à un autre réflecteur pour créer un module bi-fonction, pouvant générer un faisceau à coupure, par exemple un code ou un faisceau à coupure horizontal, et un deuxième faisceau à coupure, qui superposé au premier réalise un faisceau route. En effet dans ce cas, l'absence de cache, notamment horizontal, va permettre de réaliser plus facilement un module d'éclairage bi-fonction donnant un faisceau route ne comportant pas de bande sombre entre les faisceaux superposés. On évite également la présence de mécanismes nécessaires lorsque le cache est mobile pour passer de la fonction route à la fonction code.Another advantage of such a module is that it can also be associated with another reflector to create a bi-function module, which can generate a cut-off beam, for example a code or a beam with a horizontal cutoff, and a second beam cut, which superimposed on the first realizes a beam route. Indeed in this case, the absence of cache, including horizontal, will make it easier to achieve a dual-function lighting module giving a road beam with no dark band between the superimposed beams. It also avoids the presence of necessary mechanisms when the cache is mobile to move from the route function to the code function.
Selon un mode préférentiel de réalisation, le premier réflecteur est déterminé de manière telle que les images du premier émetteur, qu'il fournit dans le plan de cet émetteur, rencontrent la courbe de contrôle tout en se trouvant entièrement du côté de la tache lumineuse. Ceci permet d'améliorer la netteté de la coupure et de rapprocher l'intensité maximum du premier faisceau vers la coupure de ce premier faisceau.According to a preferred embodiment, the first reflector is determined in such a way that the images of the first emitter, which it provides in the plane of this emitter, meet the control curve while being entirely on the side of the light spot. This makes it possible to improve the sharpness of the cut and to bring the maximum intensity of the first beam towards the cutoff of this first beam.
Préférentiellement, le faisceau à coupure est un faisceau avec une coupure supérieur, la zone éclairée étant située en dessous de cette coupure.Preferably, the cut-off beam is a beam with a higher cutoff, the illuminated zone being located below this cutoff.
C'est par exemple le cas pour un faisceau code ou faisceau anti-brouillard.This is the case, for example, for a code beam or an anti-fog beam.
L'invention a également pour objet une unité d'éclairage pour projecteur de véhicule automobile, propre à fournir, notamment selon la commande qui lui est appliquée, un faisceau lumineux l'unité d'éclairage comprenant :
- un émetteur de lumière plan, pour donner le premier faisceau ;
- une lentille disposée en avant des émetteurs,
- un réflecteur pour dévier les rayons émis par l'émetteur lumineux, caractérisé en ce que :
- la surface réfléchissante du réflecteur est déterminée de telle sorte que, suivant un trajet inverse de la lumière, des rayons lumineux parallèles à une direction donnée, après traversée et déviation par la lentille et réflexion sur le réflecteur, rencontrent l'émetteur en un point donné de l'émetteur,
- la lentille est déterminée de telle sorte que sa coupe, par un plan orthogonal à une courbe de contrôle, soit identique à celle d'une lentille de référence stigmatique entre le point d'intersection de la courbe de contrôle avec le plan orthogonal, et l'infini suivant la direction donnée par l'intersection du plan orthogonal et du plan de la courbe, le matériau de ladite lentille et de ladite lentille de référence ayant le même indice de réfraction, la courbe de contrôle étant située en avant de l'émetteur, le réflecteur et lentille étant agencés de manière à former ledit faisceau lumineux, après réfraction par la lentille des rayons déviés par le réflecteur.
- a plane light emitter, to give the first beam;
- a lens arranged in front of the emitters,
- a reflector for deflecting the rays emitted by the light emitter, characterized in that:
- the reflective surface of the reflector is determined such that, in a reverse path of light, light rays parallel to a given direction, after crossing and deflection by the lens and reflection on the reflector, meet the emitter at a given point of the issuer,
- the lens is determined so that its section, in a plane orthogonal to a control curve, is identical to that of a stigmatic reference lens between the point of intersection of the control curve with the orthogonal plane, and infinite along the direction given by the intersection of the orthogonal plane and the plane of the curve, the material of said lens and said reference lens having the same index of refraction, the control curve being located in front of the emitter , the reflector and lens being arranged to form said light beam, after refraction by the lens rays deviated by the reflector.
Une telle unité d'éclairage correspond à une alternative de réalisation d'un faisceau lumineux.Such a lighting unit corresponds to an alternative embodiment of a light beam.
Selon une variante de réalisation de l'unité d'éclairage, ledit point donné de l'émetteur est un point du bord avant ou arrière de l'émetteur. Ainsi le faisceau obtenu par ce mode de réalisation permet de créer également un faisceau à coupure sans l'aide d'un cache horizontal ou vertical.According to an alternative embodiment of the lighting unit, said given point of the transmitter is a point of the front or rear edge of the transmitter. Thus, the beam obtained by this embodiment also makes it possible to create a cut-off beam without the aid of a horizontal or vertical cache.
Lorsque cette unité d'éclairage est associée à un module d'éclairage selon l'invention, ledit point donné de l'émetteur est un point du bord avant ou arrière de l'émetteur selon que la courbe de contrôle constitue respectivement le bord arrière ou le bord avant de la tache lumineuse générée par le premier réflecteur et le premier émetteur. Le faisceau produit par l'unité d'éclairage à ainsi également une coupure.When this lighting unit is associated with a lighting module according to the invention, said given point of the transmitter is a point of the front or rear edge of the transmitter depending on whether the control curve constitutes respectively the rear edge or the leading edge of the light spot generated by the first reflector and the first emitter. The beam produced by the lighting unit is thus also a cutoff.
La direction donnée peut être inclinée par rapport au plan de l'émetteur de l'unité d'éclairage.The given direction may be inclined relative to the plane of the emitter of the lighting unit.
Selon une variante de réalisation de l'unité d'éclairage, le réflecteur est déterminé :
- en considérant que le module comprend une lame d'épaisseur nulle, présentant une face avant confondue avec sa face arrière, consistant en une fraction de cylindre de génératrices orthogonales au plan de la courbe de contrôle (A), la face avant admettant cette courbe de contrôle comme section droite ;
- en considérant que la face avant comme une étendue verticale infinie ; de manière à ce que suivant un trajet inverse de la lumière, des rayons lumineux parallèles à une direction arbitraire, par exemple choisie dans un plan parallèle au plan de l'émetteur, après traversée et déviation par la lentille, après traversée de la face arrière avant puis de la face avant arrière de la lame, et réflexion sur le réflecteur, rencontrent l'émetteur en un point au voisinage de son centre ; cela permet une alternative de réalisation du réflecteur de l'unité d'éclairage, notamment pour réaliser un faisceau sans coupure ; par voisinage du centre de l'émetteur, on entend un point qui est plus proche de son centre que de ses bords ; préférentiellement, la distance au bord est 3 fois plus élevée que la distance centre ; préférentiellement encore, la distance au bord est 10 fois plus élevée que la distance centre.
- considering that the module comprises a blade of zero thickness, having a front face merged with its rear face, consisting of a cylinder fraction of generatrices orthogonal to the plane of the control curve (A), the front face admitting this curve of control as a straight section;
- considering that the front as an infinite vertical extent; so that in a reverse path of light, light rays parallel to an arbitrary direction, for example selected in a plane parallel to the plane of the transmitter, after crossing and deflection by the lens, after crossing the rear face before and then the front front of the blade, and reflection on the reflector, meet the transmitter at a point near its center; this allows an alternative embodiment of the reflector of the lighting unit, in particular to achieve a seamless beam; near the center of the transmitter is meant a point which is nearer to its center than to its edges; preferentially, the distance to the edge is 3 times higher than the center distance; preferentially, the distance to the edge is 10 times higher than the center distance.
Selon le premier objet de l'invention, le module d'éclairage selon l'invention peut également présenter, outre les caractéristiques principales énoncées dans le paragraphe précédent, une ou plusieurs des caractéristiques complémentaires suivantes, toute combinaison de ces caractéristiques complémentaires, dans la mesure où elles ne s'excluent pas mutuellement, constituant un exemple avantageux de réalisation de l'invention :
- le module d'éclairage comprend en outre une unité d'éclairage selon l'invention, l'émetteur de cette unité d'éclairage correspondant à un deuxième émetteur du module d'éclairage selon l'invention, le réflecteur de l'unité d'éclairage correspondant à un deuxième réflecteur du module d'éclairage, le premier réflecteur et la lentille étant agencés de manière à former le premier faisceau à coupure, et le deuxième réflecteur et cette lentille étant agencés de manière à former deuxième faisceau lumineux ; la lentille est donc optiquement associée au premier réflecteur et au deuxième réflecteur ; cela permet de diminuer l'encombrement en ayant un module unique pour réaliser deux faisceaux lumineux ; il est ainsi possible de réaliser deux fonctions d'éclairage, par exemple en éclairant le premier faisceau seul, pour une première fonction, et en lui superposant le deuxième faisceau, pour une deuxième fonction.
- les faces réfléchissantes du premier réflecteur et du deuxième réflecteur sont en vis-à-vis ; un tel module est plus compact ; préférentiellement le premier émetteur émet vers le premier réflecteur et le deuxième émetteur émet vers le deuxième réflecteur ; préférentiellement, le module d'éclairage comprend un support commun pour le premier émetteur et le deuxième émetteur, chacun des émetteurs étant situé de part et d'autre de ce support ;
- la surface réfléchissante du deuxième réflecteur est déterminée de manière à ce que le deuxième faisceau lumineux s'ajoute au premier faisceau à coupure pour produire ainsi un faisceau route ;
- le deuxième faisceau présente une coupure basse, de manière à ce que le deuxième faisceau puisse compléter le premier faisceau à coupure, la coupure basse du deuxième faisceau étant adjacente ou parallèle à celle du premier faisceau à coupure, de préférence dans ce cas légèrement en dessous de la coupure du premier faisceau ; comme expliqué plus haut la réalisation de faisceau à coupure sans l'aide de cache permet de superposer ces faisceaux en minimisant leur recouvrement ou en les positionnant de manière adjacente, sans avoir de bande sombre.
- le deuxième réflecteur est situé soit au-dessus du deuxième émetteur lorsque ce dernier émet vers le haut, soit au-dessous lorsqu'il émet vers le bas
- le deuxième émetteur émet vers le haut et le premier émetteur émet vers le bas, soit le deuxième émetteur émet vers le bas et le premier émetteur émet vers le haut ; ceci permet d'améliorer la compacité du module en largeur ;
- le deuxième émetteur est décalé transversalement par rapport au premier émetteur, de manière à ce que le faisceau à coupure produit par le premier réflecteur présente un axe optique différent de l'axe optique du faisceau produit par le second réflecteur ; on peut ainsi rapprocher les émetteurs l'un de l'autre verticalement, sans que la chaleur émise par l'un des émetteurs ne nuise à l'autre émetteur ; lorsque le module d'éclairage comprend un support commun pour le premier émetteur et le deuxième émetteur, chacun des émetteurs étant situé de part et d'autre de ce support, cela permet également de diminuer l'épaisseur de ce support ; de plus un tel mode de réalisation est plus efficace en terme de flux lumineux ;
- le faisceau à coupure produit par le premier réflecteur présente un axe optique différent de l'axe optique du faisceau produit par le second réflecteur ; ceci va permettre de positionner le spot, ou zone d'intensité maximale de l'un des faisceau, en le décalant latéralement par rapport à l'autre faisceau ; on peut par exemple améliorer le rendement du faisceau résultant de la superposition du premier faisceau et du deuxième faisceau en l'étalant par rapport à son spot ;
- la lentille du module d'éclairage est également la lentille de l'unité d'éclairage
- la tache lumineuse se trouve en avant de la courbe de contrôle, laquelle courbe de contrôle est de préférence convexe vue depuis de la lentille, ou rectiligne ; ce mode de réalisation permet de réaliser le module avec une lentille convexe ;
- le premier réflecteur est calculé de manière à ce que pour tout point de la surface réfléchissante du premier réflecteur, un rayon s'appuyant sur la courbe de contrôle et réfléchi en ce point arrive après réflexion sur le coin avant de l'émetteur, situé du côté opposé à ce point par rapport au plan vertical passant par l'axe optique ; dans la présente demande par « rayon s'appuyant sur la courbe de contrôle », on entend un rayon rencontrant cette courbe et contenu dans le plan perpendiculaire à la courbe de contrôle au point d'intersection du rayon considéré et cette courbe ; l'axe optique est par exemple, comme illustré en
figure 4 , l'axe contenu dans le plan de l'émetteur de lumière, passant par le centre de l'émetteur de lumière et sensiblement perpendiculaire au bord avant de l'émetteur de lumière; - pour tout point donné de la surface réfléchissante du premier réflecteur (R1):
où
d1 est la distance entre d'une part le coin de l'émetteur situé du côté opposé au point donné, par rapport au plan vertical passant par l'axe optique et d'autre part le point donné,
d2 est la distance entre le point donné et la courbe de contrôle le long du rayon passant par ce point donné et s'appuyant sur la courbe de contrôle,
K est une constante ; - le premier émetteur émet vers le haut, et crée avec le premier réflecteur associé un premier faisceau à coupure dont la zone éclairée est située au-dessous de sa ligne de coupure, et en ce que le module comporte une lame en matériau transparent ayant une face plane supérieure contenue dans le plan du premier émetteur, et une face avant consistant en une fraction de cylindre de génératrices orthogonales au plan de la courbe de contrôle, admettant cette courbe de contrôle comme section droite, de manière à ce que la partie réfractée des rayons atteignant la face supérieure entrent dans la lame ; cette variante permet d'absorber les rayons parasites, notamment lorsque l'émetteur lumineux, par exemple l'élément photoémissif d'une LED, n'a pas de bords nets, ou lorsque des rayons parasites sont émis sur le côté de l'émetteur, notamment le bord de l'élément photoémissif de la LED, ;
- la face arrière de la lame est soit parallèle à la face avant de cette lame, soit correspond à une surface résultant d'une translation de la surface de la face avant de cette lame ; ceci permet de guider les rayons parasites en bas de la lame ;
- l'indice de réfraction du matériau de la lame est supérieur à √2 ; ceci améliore le guidage des rayons parasites dans la lame par réflexion totale ;
- le bord supérieur avant de la lame est confondu avec la courbe de contrôle, et passe donc par le foyer de la lentille dans un plan de coupe vertical ;
- la face d'entrée de la lame est convexe vers l'avant et la face de sortie est parallèle à la face, l'épaisseur de la lame étant constante ;
- le second réflecteur est déterminé de telle sorte que, suivant un trajet inverse de la lumière, des rayons lumineux parallèles à une direction donnée, après traversée et déviation par la lentille après traversée de la face avant puis de la face arrière de la lame, et réflexion sur le deuxième réflecteur, rencontrent le second émetteur en un point de son centre, les faces avant et arrière étant considérées comme d'étendue verticale infinie ; dans ce cas la coupure dans le deuxième faisceau n'est pas réalisée par la forme du deuxième réflecteur mais par la surface supérieur de la lame, qui renvoie les rayons émis par le deuxième émetteur vers le bas, jouant ainsi le rôle de cache horizontal réfléchissant, c'est-à-dire de plieuse ;
- la tache lumineuse dans le plan du premier émetteur se trouve en arrière de la courbe de contrôle laquelle est concave vue depuis la lentille, ou rectiligne ;
- le premier réflecteur comprend une première portion de surface réfléchissante calculée de manière à ce que pour tout point de la première portion de surface réfléchissante du réflecteur située en dehors de l'espace compris entre deux plans passant par les coins arrières de l'émetteur et parallèles à un plan vertical passant par l'axe optique, un rayon s'appuyant sur la courbe de contrôle et réfléchi en ce point arrive après réflexion sur le coin arrière de l'émetteur, situé du même côté que le point donné par rapport au plan vertical passant par l'axe optique ; ce mode de réalisation est particulièrement adapté lorsque le premier émetteur émet vers le bas ; préférentiellement, le premier réflecteur comprend une deuxième portion de surface réfléchissante calculée de manière à ce que pour tout point donné de ladite deuxième portion de surface réfléchissante située à l'intérieur de l'espace compris entre deux plans passant par les coins arrières de l'émetteur et parallèles à un plan vertical passant par l'axe optique, un rayon s'appuyant sur la courbe de contrôle et réfléchi en ce point de ladite deuxième portion de surface réfléchissante, arrive, après réflexion, sur le point du bord arrière de l'émetteur situé dans le plan qui d'une part contient ce point donné de ladite deuxième portion de surface réfléchissante, et d'autre part est parallèle au plan vertical passant par l'axe optique.
- le premier réflecteur est situé soit au-dessus du premier émetteur lorsque ce dernier émet vers le haut, soit au-dessous lorsqu'il émet vers le bas.
- the lighting module further comprises a lighting unit according to the invention, the transmitter of this lighting unit corresponding to a second transmitter of the lighting module according to the invention, the reflector of the unit of illumination corresponding to a second reflector of the illumination module, the first reflector and the lens being arranged to form the first cut-off beam, and the second reflector and this lens being arranged to form a second light beam; the lens is thus optically associated with the first reflector and the second reflector; this makes it possible to reduce the bulk by having a single module for producing two light beams; it is thus possible to perform two lighting functions, for example by illuminating the first beam alone, for a first function, and by superimposing the second beam, for a second function.
- the reflecting faces of the first reflector and the second reflector are vis-à-vis; such a module is more compact; preferentially the first transmitter transmits to the first reflector and the second transmitter transmits to the second reflector; preferentially, the lighting module comprises a common support for the first transmitter and the second transmitter, each of the emitters being located on either side of this support;
- the reflective surface of the second reflector is determined so that the second light beam is added to the first cut beam to thereby produce a road beam;
- the second beam has a low cutoff, so that the second beam can complete the first cutoff beam, the low cutoff of the second beam being adjacent to or parallel to that of the first cutoff beam, preferably in this case slightly below the cutting of the first beam; as explained above, making a cut-off beam without using a cache makes it possible to superimpose these beams by minimizing their overlap or positioning them in an adjacent manner, without having a dark band.
- the second reflector is located either above the second emitter when the latter emits upwards or below when emitting downwards
- the second emitter transmits upwards and the first emitter emits downwards, ie the second emitter emits downwards and the first emitter emits upwards; this makes it possible to improve the compactness of the module in width;
- the second emitter is shifted transversely relative to the first emitter, so that the cut-off beam produced by the first reflector has an optical axis different from the optical axis of the beam produced by the second reflector; the emitters can thus be brought closer to one another vertically, without the heat emitted by one of the emitters adversely affecting the other emitter; when the lighting module comprises a common support for the first transmitter and the second transmitter, each of the emitters being located on either side of this support, this also makes it possible to reduce the thickness of this support; moreover, such an embodiment is more efficient in terms of luminous flux;
- the cut-off beam produced by the first reflector has an optical axis different from the optical axis of the beam produced by the second reflector; this will make it possible to position the spot, or zone of maximum intensity of one of the beams, by shifting it laterally with respect to the other beam; for example, the efficiency of the beam resulting from the superposition of the first beam and the second beam can be improved by spreading it with respect to its spot;
- the lens of the lighting module is also the lens of the lighting unit
- the light spot is in front of the control curve, which control curve is preferably convex seen from the lens, or rectilinear; this embodiment makes it possible to produce the module with a convex lens;
- the first reflector is calculated so that for any point of the reflective surface of the first reflector, a ray based on the control curve and reflected at this point arrives after reflection on the front corner of the transmitter, located from the opposite side at this point with respect to the vertical plane passing through the optical axis; in the present application by "radius based on the control curve" means a radius meeting this curve and contained in the plane perpendicular to the control curve at the point of intersection of the radius in question and this curve; the optical axis is for example, as illustrated in
figure 4 the axis contained in the plane of the light emitter, passing through the center of the light emitter and substantially perpendicular to the leading edge of the light emitter; - for any given point of the reflective surface of the first reflector (R1):
or
d1 is the distance between, on the one hand, the corner of the transmitter situated on the opposite side to the given point, with respect to the vertical plane passing through the optical axis and, on the other hand, the given point,
d2 is the distance between the given point and the control curve along the radius passing through this given point and based on the control curve,
K is a constant; - the first transmitter emits upwards, and creates with the first associated reflector a first cut-off beam whose illuminated zone is located below its cut-off line, and in that the module comprises a blade made of transparent material having a face upper plane contained in the plane of the first emitter, and a front face consisting of a cylinder fraction of generatrices orthogonal to the plane of the control curve, admitting this control curve as a cross section, so that the refracted part of the radii reaching the upper face enter the blade; this variant makes it possible to absorb the parasitic rays, in particular when the light emitter, for example the photoemissive element of an LED, does not have sharp edges, or when parasitic rays are emitted on the side of the emitter , in particular the edge of the photoemissive element of the LED,
- the rear face of the blade is either parallel to the front face of this blade or corresponds to a surface resulting from a translation of the surface of the front face of this blade; this helps to guide the parasitic rays at the bottom of the blade;
- the refractive index of the material of the blade is greater than √2; this improves the guidance of parasitic rays in the blade by total reflection;
- the upper front edge of the blade coincides with the control curve, and thus passes through the focus of the lens in a vertical section plane;
- the entrance face of the blade is convex towards the front and the exit face is parallel to the face, the thickness of the blade being constant;
- the second reflector is determined so that, in a reverse path of light, light rays parallel to a given direction, after crossing and deflection by the lens after passing through the front face and the rear face of the blade, and reflection on the second reflector, meet the second emitter at a point in its center, the front and rear faces being considered as infinite vertical extent; in this case the cut in the second beam is not made by the shape of the second reflector but by the upper surface of the blade, which returns the rays emitted by the second emitter downwards, thereby acting as a horizontal reflective cover , that is to say, folder;
- the luminous spot in the plane of the first emitter is behind the control curve which is concave seen from the lens, or rectilinear;
- the first reflector comprises a first reflective surface portion calculated so that for any point of the first reflective surface portion of the reflector located outside the space between two planes passing through the rear corners of the transmitter and parallel at a vertical plane passing through the optical axis, a radius based on the control curve and reflected at this point arrives after reflection on the rear corner of the transmitter, located on the same side as the given point relative to the plane vertical passing through the optical axis; this embodiment is particularly suitable when the first emitter emits downwards; preferably, the first reflector comprises a second reflective surface portion calculated so that for any given point of said second reflective surface portion located inside the space between two planes passing through the rear corners of the transmitter and parallel to a vertical plane passing through the optical axis, a radius based on the control curve and reflected at this point of said second reflective surface portion, arrives, after reflection, on the point of the rear edge of the emitter located in the plane which on the one hand contains this given point of said second surface portion reflective, and on the other hand is parallel to the vertical plane passing through the optical axis.
- the first reflector is located either above the first emitter when the latter emits upwards, or below when emitting downwards.
L'invention a également pour objet un projecteur de véhicule automobile, comprenant au moins un module et/ou une unité d'éclairage selon l'invention. Le projecteur comprend par exemple un boîtier fermé par une glace de fermeture transparente, ce module et/ou cette unité d'éclairage étant à l'intérieur de l'espace fermé par le boîtier et la glace.The invention also relates to a motor vehicle headlamp, comprising at least one module and / or a lighting unit according to the invention. The projector comprises for example a housing closed by a transparent closure glass, this module and / or this lighting unit being inside the space closed by the housing and the ice.
Ce projecteur peut réaliser un faisceau d'éclairage longue portée, au moyen d'une unité d'éclairage selon l'invention, tel qu'un faisceau route, et également un faisceau d'éclairage à coupure, au moyen du module d'éclairage selon l'invention.This projector can realize a long-range lighting beam, by means of a lighting unit according to the invention, such as a road beam, and also a cut-off lighting beam, by means of the lighting module. according to the invention.
L'unité d'éclairage et le module peuvent également être distincts chacun ayant sa propre lentille. Ces lentilles peuvent être, selon l'invention, très proches et être placées de façon adjacente. On obtient ainsi un aspect éteint uniforme.The lighting unit and the module can also be separate each having its own lens. These lenses can be, according to the invention, very close and be placed adjacent. This gives a uniform off-white appearance.
Selon une variante de réalisation, l'unité d'éclairage selon l'invention est destinée à être agencée dans le projecteur de véhicule automobile, propre à fournir un faisceau lumineux, de tel sorte que :
- l'émetteur est agencé pour émettre un faisceau de rayons lumineux globalement selon une direction transversale,
- le réflecteur est agencé pour collecter l'ensemble de ce dit faisceau de rayons,
- ledit plan orthogonal est orthogonal à un plan vertical, de préférence contenant la direction longitudinale ; par exemple la lentille s'étend verticalement selon sa plus grande direction ; on peut ainsi avoir un agencement d'unité d'éclairage avec un encombrement limité en largeur ; de préférence le faisceau lumineux formé est un faisceau route.
- the transmitter is arranged to emit a beam of light rays generally in a transverse direction,
- the reflector is arranged to collect all of this said ray beam,
- said orthogonal plane is orthogonal to a vertical plane, preferably containing the longitudinal direction; for example, the lens extends vertically in its greatest direction; it is thus possible to have a lighting unit arrangement with a space limited in width; preferably the light beam formed is a road beam.
Dans la présente demande, la direction longitudinale correspond à la direction allant de l'arrière à l'avant du véhicule, soit environ la direction globale d'émission du faisceau d'éclairage du module ou de l'unité selon l'invention. La direction verticale est perpendiculaire à la direction longitudinale et correspond à la verticalité quand l'unité ou le module fonctionne dans un véhicule sur une route horizontale. La direction transversale correspond à une direction perpendiculaire à la direction longitudinale et à la direction verticale.In the present application, the longitudinal direction corresponds to the direction from the rear to the front of the vehicle, or about the overall direction of emission of the lighting beam of the module or the unit according to the invention. The vertical direction is perpendicular to the longitudinal direction and corresponds to verticality when the unit or module operates in a vehicle on a horizontal road. The transverse direction corresponds to a direction perpendicular to the longitudinal direction and the vertical direction.
Selon une variante de réalisation, l'unité d'éclairage selon l'invention est destinée à être agencée dans le projecteur de véhicule automobile, propre à fournir un faisceau lumineux, de tel sorte que :
- l'émetteur est agencé pour émettre un faisceau de rayons lumineux globalement selon une direction environ verticale,
- le réflecteur est agencé pour collecter l'ensemble de ce faisceau de rayons,
- ledit plan orthogonal est orthogonal à un plan horizontal ; par exemple la lentille s'étend horizontalement selon sa plus grande direction ; on peut ainsi avoir un agencement d'unité d'éclairage avec un encombrement limité en hauteur.
- the transmitter is arranged to emit a beam of light rays generally in a direction that is approximately vertical,
- the reflector is arranged to collect all of this beam of rays,
- said orthogonal plane is orthogonal to a horizontal plane; for example, the lens extends horizontally in its greatest direction; it is thus possible to have a lighting unit arrangement with a space limited in height.
On peut également avoir un unique module d'éclairage selon l'invention, incluant l'unité d'éclairage. Dans ce cas, le module d'éclairage et l'unité d'éclairage partagent de préférence la même lentille. On gagne ainsi non seulement en aspect éteint homogène, mais encore en compacité.One can also have a single lighting module according to the invention, including the lighting unit. In this case, the lighting module and the lighting unit preferably share the same lens. We thus gain not only homogeneous, but still compact appearance.
L'invention est également relative à un véhicule automobile contenant un tel projecteur.The invention also relates to a motor vehicle containing such a projector.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec références aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins :
-
Fig. 1 est une vue schématique en perspective de trois-quarts arrière et d'en haut d'un module d'éclairage selon l'invention, dans cet exemple un module bi-fonction. -
Fig. 2 est un schéma en perspective, avec parties arrachées, du module en coupe par un plan vertical orthogonal en un point de la courbe de contrôle, pour illustrer la construction de la lentille. -
Fig. 3 est un schéma en coupe verticale d'un module d'éclairage semblable à celui deFig. 1 , avec une section verticale de lentille légèrement différente. -
Fig. 4 est un schéma en plan illustrant le calcul du réflecteur pour l'émetteur code. -
Fig. 5 est un schéma, en plan, illustrant des images de l'émetteur code données par le réflecteur associé. -
Fig. 6 est un schéma en plan illustrant le calcul du réflecteur associé au deuxième émetteur pour le faisceau route. -
Fig. 7 est une illustration de la tache lumineuse produite par le réflecteur code dans le plan horizontal de l'émetteur. -
Fig. 8 est un schéma des courbes isolux du faisceau code dans un plan vertical orthogonal à l'axe du faisceau. -
Fig. 9 illustre les courbes isolux du faisceau produit par le deuxième émetteur pour le faisceau route. -
Fig. 10 est une vue en perspective de trois-quarts arrière et d'en haut d'un module semblable à celui deFig. 1 mais équipé en outre d'une lame pour éviter la lumière parasite provenant de l'émetteur. -
Fig. 11 est un schéma en coupe verticale illustrant le module deFig. 10 . -
Fig. 12 est une vue en perspective, semblable àFig. 1 , d'un module selon l'invention avec courbe de contrôle rectiligne. -
Fig. 13 est également un schéma en perspective d'un module à courbe de contrôle rectiligne, équipé en outre d'une lame pour éviter la lumière parasite provenant de l'émetteur. -
Fig. 14 est une vue de dessus d'un module selon l'invention avec le faisceau du deuxième émetteur décalé latéralement par rapport au faisceau code. -
Fig. 15 est un schéma des courbes isolux produites par le deuxième émetteur avec le deuxième réflecteur deFig.14 . -
Fig. 16 est un schéma des courbes isolux données par le faisceau code deFig.14 . -
Fig. 17 est un schéma des courbes isolux obtenues par fusion des faisceaux desFig. 15 et 16 . -
Fig. 18 est une vue en perspective schématique, de l'avant et de côté d'un module à lentille concave. -
Fig. 19 est un schéma du module bi-fonction deFig.18 selon lequel l'émetteur code émet vers le bas tandis que l'émetteur complémentaire pour la route émet vers le haut. -
Fig. 20 est un schéma en coupe horizontale du module deFig. 19 , avec courbe de contrôle concave orientée vers l'avant. -
Fig. 21 est un schéma illustrant le calcul du réflecteur dans le cas d'une courbe de contrôle concave selonFig. 19 , et -
Fig. 22 est un schéma complémentaire du calcul du réflecteur deFig. 21 . -
Fig. 23 est un mode de réalisation particulier selon l'invention vu en perspective. -
Fig. 24 est une vue de face du mode de réalisation de lafigure 23 . -
Fig. 25 est une vue de dessus du mode de réalisation de lafigure 23 . -
Fig. 26 est une vue en perspective schématique, de l'avant et de côté d'une unité d'éclairage selon l'invention, avec une lentille s'étendant verticalement. -
Fig. 27 est une vue de face de l'unité d'éclairage selon laFig. 26 . -
Fig. 28 est une vue de côté de l'unité d'éclairage selon laFig. 26 . -
Fig. 29 est un faisceau lumineux réalisé par l'unité d'éclairage illustré enFig. 26 .
-
Fig. 1 is a schematic perspective view of three-quarter rear and top of a lighting module according to the invention, in this example a dual-function module. -
Fig. 2 is a perspective diagram, with parts torn off, of the module in section by an orthogonal vertical plane at a point of the control curve, to illustrate the construction of the lens. -
Fig. 3 is a vertical sectional diagram of a lighting module similar to that ofFig. 1 , with a slightly different vertical lens section. -
Fig. 4 is a schematic diagram illustrating the calculation of the reflector for the code transmitter. -
Fig. 5 is a diagram, in plan, illustrating images of the transmitter code given by the associated reflector. -
Fig. 6 is a plan diagram illustrating the calculation of the reflector associated with the second transmitter for the road beam. -
Fig. 7 is an illustration of the light spot produced by the reflector code in the horizontal plane of the transmitter. -
Fig. 8 is a diagram of the isolux curves of the code beam in a vertical plane orthogonal to the axis of the beam. -
Fig. 9 illustrates the isolux curves of the beam produced by the second emitter for the road beam. -
Fig. 10 is a perspective view of three-quarter rear and top of a module similar to that ofFig. 1 but also equipped with a blade to prevent stray light from the transmitter. -
Fig. 11 is a diagram in vertical section illustrating the module ofFig. 10 . -
Fig. 12 is a perspective view, similar toFig. 1 , a module according to the invention with rectilinear control curve. -
Fig. 13 is also a perspective diagram of a rectilinear control curve module, further equipped with a blade to prevent stray light from the transmitter. -
Fig. 14 is a top view of a module according to the invention with the beam of the second emitter offset laterally with respect to the beam code. -
Fig. 15 is a diagram of the isolux curves produced by the second emitter with the second reflector ofFig.14 . -
Fig. 16 is a diagram of the isolux curves given by the beam code ofFig.14 . -
Fig. 17 is a diagram of the isolux curves obtained by fusion of the beams ofFig. 15 and 16 . -
Fig. 18 is a schematic perspective view, from the front and from the side of a concave lens module. -
Fig. 19 is a diagram of the bi-function module ofFig.18 according to which the code transmitter transmits down while the complementary transmitter for the road transmits upwards. -
Fig. 20 is a horizontal cross-sectional diagram of theFig. 19 , with concave control curve facing forward. -
Fig. 21 is a diagram illustrating the calculation of the reflector in the case of a concave control curve according toFig. 19 , and -
Fig. 22 is a complementary diagram of the calculation of the reflector ofFig. 21 . -
Fig. 23 is a particular embodiment according to the invention seen in perspective. -
Fig. 24 is a front view of the embodiment of thefigure 23 . -
Fig. 25 is a top view of the embodiment of thefigure 23 . -
Fig. 26 is a schematic perspective view, from the front and from the side of a lighting unit according to the invention, with a lens extending vertically. -
Fig. 27 is a front view of the lighting unit according to theFig. 26 . -
Fig. 28 is a side view of the lighting unit according to theFig. 26 . -
Fig. 29 is a light beam made by the lighting unit shown inFig. 26 .
En se reportant aux
Un premier réflecteur R1 est associé à l'émetteur 1. Dans l'exemple des
Ce premier réflecteur R1 est déterminé de manière à créer dans le plan horizontal du premier émetteur 1 une tache lumineuse S (
La courbe A, qui n'est pas matérialisée, est contenue dans le plan Π1 de l'émetteur 1 et est située en avant de cet émetteur.The curve A, which is not materialized, is contained in the plane Π1 of the
Les termes "avant" et "arrière" sont à comprendre suivant le sens de propagation de la lumière qui va du réflecteur R1 vers l'avant, c'est-à-dire vers la lentille.The terms "front" and "rear" are to be understood according to the propagation direction of the light which goes from the reflector R1 towards the front, that is to say towards the lens.
Comme illustré sur
La constance du chemin optique est prise en compte pour le calcul du premier réflecteur R1 avec pour tout point donné (p, pb) de la surface réfléchissante du premier réflecteur (R1):
où
d1 est la distance entre d'une part le coin (1a, 1b) de l'émetteur situé du côté opposé au point donné (p, pb), par rapport au plan vertical (Q1) passant par l'axe optique et d'autre part le point donné (p, pb),
d2 est la distance entre le point donné (p, pb) et la courbe de contrôle (A) le long du rayon (r, rb) passant par ce point donné (p, pb) et s'appuyant sur la courbe de contrôle (A),
K est une constante.The constancy of the optical path is taken into account for the calculation of the first reflector R1 with for every given point (p, pb) of the reflecting surface of the first reflector (R1):
or
d1 is the distance between on the one hand the corner (1a, 1b) of the transmitter located on the opposite side to the given point (p, pb), with respect to the vertical plane (Q1) passing through the optical axis and d the other hand the given point (p, pb),
d2 is the distance between the given point (p, pb) and the control curve (A) along the radius (r, rb) passing through this given point (p, pb) and based on the control curve ( AT),
K is a constant.
Pour la partie de la courbe A située du côté gauche du plan Q1 selon
La lentille L (
La lentille de référence peut être facilement calculée par l'homme du métier en choisissant pour cette lentille de référence :
- un matériau de même indice de réfraction que celui de la lentille L selon la présente invention,
- un tirage D d'une valeur quelconque,
- une face d'entrée quelconque, par exemple plane,
- une épaisseur au centre d'une valeur quelconque.
- a material of the same refractive index as that of the lens L according to the present invention,
- a print D of any value,
- any input face, for example plane,
- a thickness in the center of any value.
Le tirage D, qui correspond à la distance entre le foyer ac d'une coupe verticale de la lentille L et la face d'entrée Le de cette lentille, est constant, et la section de la face d'entrée Le par le plan Π1 est constituée par une courbe B parallèle à la courbe A à la distance D. Ce tirage D, la section de la face d'entrée Le, et l'épaisseur au centre pour cette section sont identiques à ceux de la lentille de référence.The draw D, which corresponds to the distance between the focus ac of a vertical section of the lens L and the input face Le of this lens, is constant, and the section of the input face Le by the plane Π1 is constituted by a curve B parallel to the curve A at the distance D. This draw D, the section of the input face Le, and the thickness at the center for this section are identical to those of the reference lens.
Dans l'exemple représenté, la courbe A est située dans un plan horizontal qui est celui de la LED 1. Le plan Vc est donc vertical et orthogonal à la tangente à la courbe A au point ac. L'intersection Δc est horizontale et elle-même orthogonale à la tangente à la courbe A au point ac. Un rayon lumineux r1 réfléchi par le premier réflecteur R1 et passant par le point ac sort de la lentille L suivant le rayon e1 parallèle à Δc. Le rayon r1 provient du bord avant de l'émetteur 1. Les autres rayons lumineux de l'émetteur 1 proviendront d'un point situé en arrière de celui qui fournit le rayon r1 de sorte que le rayon réfléchi r2 se trouvera au-dessus du rayon r1 de manière à rencontrer le plan Π1 en avant de la ligne A, dans la tache S. Ce rayon r2 sortira de la lentille L suivant un rayon émergent e2 incliné vers le bas par rapport à la direction Δc et au plan horizontal Π1.In the example shown, the curve A is located in a horizontal plane which is that of the
La lentille L permet d'étaler le faisceau du fait de la forme convexe de la courbe A vers l'avant ; l'allure de la lentille L est sensiblement torique avec une face de sortie Ls convexe.The lens L makes it possible to spread the beam because of the convex shape of the curve A towards the front; the shape of the lens L is substantially toric with a convex exit face Ls.
Le faisceau donné par l'ensemble de du premier émetteur 1, du premier réflecteur R1 et de la lentille L est un faisceau à coupure horizontale, la ligne de coupure étant déterminée par la courbe A, qui n'a pas d'épaisseur matérielle, et le faisceau est situé au-dessous de la ligne de coupure puisque les rayons tels que e2 sont inclinés vers le bas par rapport au plan horizontal Π1.The beam given by the set of the
Comme illustré sur
Le dispositif ainsi formé crée un faisceau à coupure plate dont la répartition horizontale (et notamment la largeur) est contrôlée par la courbe de contrôle plane A choisie initialement. Suivant la configuration considérée, la lumière peut être au-dessus de la ligne de coupure, le premier émetteur 1 émettant vers le haut et courbe de contrôle A constituant le bord avant de la tache de lumière, ou premier émetteur 1 émettant vers le bas et courbe de contrôle A constituant le bord arrière de la tache de lumière, ou bien au-dessous de la ligne de coupure, le premier émetteur 1 émettant vers le haut, et courbe de contrôle A constituant le bord arrière de la tache S, ou émetteur 1 émettant vers le bas et courbe de contrôle constituant le bord avant de la tache de lumière.The device thus formed creates a flat-cut beam whose horizontal distribution (and in particular the width) is controlled by the curve of plane control A initially chosen. Depending on the configuration considered, the light may be above the cutoff line, the
On considère ensuite un second émetteur plan horizontal 2 ayant une direction d'émission opposée à celle du premier émetteur 1 et décalé verticalement par rapport à ce premier émetteur 1 dans sa propre direction d'émission. Ce second émetteur 2 peut également être décalé en vue de dessus par rapport au premier émetteur 1 afin de faciliter l'implantation physique des sources, à savoir plus proche ou plus éloigné de la lentille L que le premier émetteur 1.Then consider a second
Le deuxième émetteur 2 plan est formé par l'élément photoémissif d'une deuxième LED et est prévu pour contribuer à l'établissement d'un deuxième faisceau qui, en combinaison avec le faisceau du premier émetteur 1, donne un faisceau route.The second
Dans le cas des
Un second réflecteur R2 est situé au-dessous de la LED 2 pour fournir le faisceau qui s'ajoute au faisceau à coupure du premier réflecteur R1 afin de produire le faisceau route. Le second réflecteur R2, l'émetteur 2 et la lentille L, forment une variante d'unité d'éclairage selon l'invention.A second reflector R2 is located below the
On choisit une direction horizontale arbitraire.We choose an arbitrary horizontal direction.
On considère tous les rayons lumineux parallèles à la direction choisie (
Le second réflecteur R2 est déterminé comme illustré sur
Le plan Π2 orthogonal aux rayons r3, r4 est une surface d'onde pour le faisceau parallèle sortant de la lentille L et provenant du réflecteur R2. Le calcul du second réflecteur R2 est effectué en exprimant que le chemin optique est constant pour des rayons tels que r3, r4 entre le plan Π2 et le point 2a, 2b du second émetteur 2 d'où provient le rayon.The plane Π2 orthogonal to the r3, r4 rays is a wave surface for the parallel beam coming out of the lens L and coming from the reflector R2. The second reflector R2 is calculated by expressing that the optical path is constant for rays such that r3, r4 between the plane Π2 and the point 2a, 2b of the
Le dispositif ainsi formé crée un faisceau concentré dont la lumière est située du côté opposé (verticalement) de la coupure horizontale du faisceau créé avec le premier émetteur 1.The device thus formed creates a concentrated beam whose light is located on the opposite side (vertically) of the horizontal cut of the beam created with the
Lla parallèle à la courbe de contrôle A choisie initialement, à une distance égale à la somme du tirage D de la lentille stigmatique de construction et de son épaisseur au centre, n'a aucun point de rebroussement ni point double. Cette parallèle correspond à la coupe de la surface de sortie de la lentille par le plan Π1 de l'émetteur 1.The parallel to the control curve A initially chosen, at a distance equal to the sum of the draft D of the stigmatic lens of construction and its thickness in the center, has no cusp point or double point. This parallel corresponds to the section of the exit surface of the lens by the plane Π1 of the
Selon une variante de réalisation:
- dans le cas où la tache de lumière dans le plan du
premier émetteur 1 est située derrière la courbe de contrôle A, celle-ci ne doit pas être convexe dans la direction de la lentille pour obtenir une coupure plate ; - dans le cas où la tache de lumière dans le plan du
premier émetteur 1 est située en avant de la courbe de contrôle A, celle-ci ne doit pas être concave dans la direction.
- in the case where the spot of light in the plane of the
first emitter 1 is located behind the control curve A, it must not be convex in the direction of the lens to obtain a flat cut; - in the case where the spot of light in the plane of the
first emitter 1 is located in front of the control curve A, it must not be concave in the direction.
Les propriétés énoncées ci-dessus permettent d'établir les équations des surfaces des réflecteurs R1, R2 et de la lentille L, en fonction des grandeurs de contrôle : courbe, tirage, épaisseur au centre, et indice de réfraction du matériau de la lentille stigmatique de construction, et de deux grandeurs arbitraires supplémentaires du type chemin optique, tel que la distance du fond du réflecteur à la source. Les calculs sont fondés sur des considérations de constance du chemin optique entre les points de la courbe de contrôle A et les points appropriés du bord du premier émetteur 1 et, pour le second émetteur 2, entre les points appropriés de son bord et une surface d'onde plane de sortie, de direction choisie préalablement.The properties set out above make it possible to establish the equations of the surfaces of the reflectors R1, R2 and of the lens L, as a function of the control variables: curvature, pulling, thickness at the center, and refractive index of the material of the stigmatic lens. of construction, and two additional arbitrary quantities of the optical path type, such as the distance from the bottom of the reflector to the source. The calculations are based on considerations of constancy of the optical path between the points of the control curve A and the appropriate points of the edge of the
Deux améliorations possibles sont maintenant envisagées. Dans ces deux améliorations, le second réflecteur R2, l'émetteur 2 et la lentille L, forment des variantes d'unité d'éclairage selon l'invention.Two possible improvements are now being considered. In these two improvements, the second reflector R2, the
On choisit pour la construction du second réflecteur R2 associé au second émetteur 2 une direction des rayons émergeants r3, r4 non horizontale et notamment inclinée vers le haut si le faisceau créé par le premier émetteur 1 est situé au-dessus de sa ligne de coupure, ou inclinée vers le bas si ce faisceau est situé en dessous de sa ligne de coupure. Cette disposition permet de garantir, déjà pour un angle d'inclinaison faible, de quelques degrés, une bonne fusion des faisceaux créés par les deux émetteurs 1, 2.For the construction of the second reflector R2 associated with the
Certaines LEDs peuvent présenter des zones faiblement brillantes au voisinage des bords de leurs émetteurs 1. Si une LED de ce type est employée pour réaliser le premier émetteur 1, des parasites apparaissent au-dessus de la coupure, parasites qui, suivant la fonction réalisée (et notamment l'étalement horizontal du faisceau) peuvent diminuer plus ou moins fortement la qualité du faisceau (ces parasites correspondent potentiellement à des éblouissements).Some LEDs may have weakly bright areas in the vicinity of the edges of their
Dans le cas où la LED ne peut pas être changée pour un modèle mieux adapté, on peut ajouter au système une lame en matériau transparent 4 (
Le bord supérieur avant de la lame 4 est confondu avec la courbe de contrôle A, et passe donc par le foyer de la lentille L dans un plan de coupe vertical. La face d'entrée 4e de la lame 4 est convexe vers l'avant et la face de sortie 4s est parallèle à la face 4e, l'épaisseur de la lame étant constante.The upper front edge of the
En l'absence de parasites, aucun rayon émis par le premier émetteur 1 et réfléchi par le réflecteur associé R1 n'atteint cette lame 4.In the absence of parasites, no ray emitted by the
En revanche les rayons parasites tels que 5, représenté en tirets, atteignent la face supérieure 4a de la lame et subissent à la fois une réflexion partielle et une réfraction. Le rayon 5r, réfléchi par le réflecteur R1 à partir du rayon 5, tombe sur la face supérieure 4a de la lame 4 en arrière du bord avant et donc en arrière du foyer de la lentille pour le plan considéré. La partie 5r2 réfléchie par la face 4a atteint la lentille L et est renvoyée selon le rayon 5s dans le faisceau, au-dessous de la coupure du fait du phénomène de "pliage". Si l'indice de réfraction du matériau de la lame 4 est supérieur à √2, la partie réfractée est guidée vers le bas de la lame 4 où on prévoit un moyen pour qu'elle soit absorbée.On the other hand the parasitic rays such as 5, shown in dashed lines, reach the
Un tel dispositif assure donc l'absence de parasites au-dessus de la coupure. La fraction d'énergie perdue par guidage est négligeable. Par exemple 0.58 lm pour une LED à 600 lm - avec 380 lm dans le faisceau au-delà de la lentille, dans un des exemples de réalisation.Such a device thus ensures the absence of parasites above the cut. The fraction of energy lost by guidance is negligible. For example 0.58 lm for an LED at 600 lm - with 380 lm in the beam beyond the lens, in one of the exemplary embodiments.
Dans cette variante, une grande partie des rayons réfléchis sur le second réflecteur R2 associé au second émetteur 2 rencontre la lame transparente 4. Il est alors préférable, lors du calcul du second réflecteur R2 de tenir compte des déviations (ou, ce qui est équivalent, de la modification du chemin optique) introduites par cette lame 4. Dans ce calcul, on néglige la face supérieure du guide et on considère sa face avant comme étendue verticale infinie ; en outre, on considère un seul point source que doivent rencontrer les rayons de construction, situé au centre du second émetteur 2.In this variant, a large part of the rays reflected on the second reflector R2 associated with the
Le second réflecteur R2 est déterminé de telle sorte que, suivant un trajet inverse de la lumière, des rayons lumineux r3, r4 parallèles à une direction arbitraire, choisie dans un plan parallèle aux plans parallèles des émetteurs 1,2, après traversée et déviation par la lentille L, après traversée de la face arrière puis de la face avant de la lame, et réflexion sur le deuxième réflecteur R2, rencontrent le second émetteur 2 en un point de son centre, la face avant étant considérée comme une étendue verticale infinie et en considérant une épaisseur donnée de lame 4.The second reflector R2 is determined so that, along a reverse path of light, light r3 r4, r4 parallel to an arbitrary direction, chosen in a plane parallel to the parallel planes of the
La face supérieure 4a du guide 4 agit alors comme une plieuse en réflexion totale et crée une coupure basse partielle dans le faisceau concentré. Plus le guide 4 est épais, moins il y a de rayons passant au-dessus du guide, donc de lumière au-dessous de cette coupure basse partielle, mais moins le second réflecteur R2 est étendu, puisqu'il est physiquement limité par la face arrière du guide 4.The
Il est possible d'obtenir une variante avec les deux réflecteurs R1, R2 sans lame transparente, où le second réflecteur R2 est construit au moyen des calculs effectués pour l'amélioration 2, appliqués au cas d'un guide 4 d'épaisseur nulle. Le second réflecteur R2 et le second émetteur 2 donnent ainsi un faisceau intense sans coupure qui peut être utilisé pour une fonction de type route et qui a un grand recouvrement avec le faisceau à coupure créé par le premier émetteur 1. Bien que cette variante entraîne un envoi de rayons de lumière supplémentaires sous la coupure, elle présente pour avantage de permettre l'obtention d'un faisceau beaucoup plus intense que le faisceau à alignement d'images. De plus, on peut limiter cette quantité de rayons envoyés sous la coupure par le second réflecteur R2 en décalant le deuxième émetteur 2 vers l'arrière.It is possible to obtain a variant with the two reflectors R1, R2 without a transparent plate, where the second reflector R2 is constructed by means of the calculations carried out for the
Cette variante est compatible avec l'amélioration 1 ci-dessus. Le second réflecteur R2, l'émetteur 2 et la lentille L, forment une variante d'unité d'éclairage selon l'invention.This variant is compatible with
En se reportant à
Pour améliorer le faisceau obtenu par fusion des deux faisceaux élémentaires, le faisceau F'2 complément "route" devrait être placé avec son maximum situé à 1 % plus haut que la ligne de coupure.To improve the beam obtained by melting the two elementary beams, the F'2 complement "road" beam should be placed with its maximum located at 1% higher than the cutoff line.
En se reportant à
La courbe de contrôle A' (
Le réflecteur R'1 est déterminé de manière à créer une tache de lumière S' (
Dans ces conditions, les rayons provenant de points situés en avant du bord arrière de l'émetteur 1, après traversée de la lentille L', seront inclinés vers le bas sur le plan horizontal. Le faisceau produit par le premier émetteur 1 et le premier réflecteur R'1 sera un faisceau à coupure situé au-dessous de la ligne de coupure.Under these conditions, the rays coming from points situated in front of the rear edge of the
Le bord arrière du second émetteur 2 émet des rayons qui, après réflexion par le second réflecteur R'2, s'appuient sur la courbe A' ou sont situés en arrière de cette courbe. Les autres points du second émetteur 2 donneront des rayons qui, après traversée de la lentille L', seront dirigés vers le haut par rapport à l'horizontale.The rear edge of the
Dans le cas où la lentille L' est concave, comme illustré sur
Lorsque l'intersection m'5 d'un rayon r'5, considéré suivant le trajet inverse de la lumière, avec le réflecteur R'1 est située entre les plans Q2 et Q3 de la
Pour déterminer un point du réflecteur, on résout l'équation décrivant la constance du chemin optique (selon le théorème de Fermat) de la courbe A' au point source correspondant de l'émetteur pour trois cas possibles de points sources hypothétiques :
- les deux extrémités du segment arrière de l'émetteur, et
- le point de la droite support de ce segment de même projection sur cette droite que le point du réflecteur recherché.
- both ends of the back segment of the transmitter, and
- the point of the line of support of this segment of the same projection on this line as the point of the reflector sought.
Une seule des trois solutions trouvées respecte alors les conditions posées ci-dessus (par rapport aux rayons r'4 et r'5).Only one of the three solutions found then complies with the conditions set out above (with respect to the r'4 and r'5 rays).
D'autres variantes avec faisceau à coupure situé au-dessus de la ligne de coupure sont possibles.Other variants with cut-off beam located above the cut-off line are possible.
Dans le cas des
Dans le cas des
Quelle que soit la solution adoptée, on obtient un faisceau à coupure en commandant seulement l'allumage du premier émetteur 1, et un faisceau de type route en commandant l'allumage des deux émetteurs 1 et 2. La fusion de deux faisceaux s'effectue alors dans de bonnes conditions, sans présence d'une bande sombre entre eux puisqu'il n'y a pas de bord matériel de plieuse. Cette fusion s'effectue sans avoir besoin de commander un mouvement mécanique d'une plieuse.Whatever the solution adopted, a cut-off beam is obtained by controlling only the ignition of the
L'invention permet de disposer d'un module avec une lentille torique plutôt qu'elliptique. Il est ainsi possible d'assembler plusieurs modules similaires à lentilles toriques, en continuité de tangence des surfaces des lentilles.The invention provides a module with a toric lens rather than elliptical. It is thus possible to assemble several similar modules with toric lenses, in continuity of tangency of the surfaces of the lenses.
Le module produit un faisceau large à coupure nette, et ne comporte pas de forme de plieuse complexe pour compenser, toujours partiellement, les aberrations de la lentille.The module produces a wide beam with clean cut, and does not have a complex form of brake to compensate, still partially, the aberrations of the lens.
Il n'y a pas de risque de d'une focalisation de rayons solaires sur la surface du réflecteur ou des LEDs, entraînant une dégradation de ces éléments. En effet, la lentille est non imageante, c'est-à-dire qu'elle ne forme l'image d'un objet situé à son foyer dans aucun plan réel ou virtuel, y compris lorsque la taille de l'objet tend vers 0. On obtient de bons rendements pour le faisceau route et pour le faisceau code par rapport aux solutions à plieuse plus classiques. Il n'y a pas de pièces difficiles à réaliser.There is no risk of focusing sun rays on the surface of the reflector or LEDs, resulting in degradation of these elements. Indeed, the lens is non-imaging, that is to say that it does not form the image of an object located at its focus in any real or virtual plane, even when the size of the object tends towards 0. Good yields for the road beam and for the coded beam are obtained with respect to more conventional folding solutions. There are no hard parts to make.
Selon la présente invention, il est possible d'utiliser un premier module d'éclairage selon l'invention avec une unité d'éclairage selon l'invention, ledit module et ladite unité étant deux ensembles de systèmes optiques distincts, avec une lentille distincte. Cette utilisation peut être réalisée dans un même projecteur de véhicule, l'unité d'éclairage et le module d'éclairage étant placé dans le boîtier du projecteur. Le boîtier est de préférence fermé, de préférence par une glace de fermeture transparente.According to the present invention, it is possible to use a first lighting module according to the invention with a lighting unit according to the invention, said module and said unit being two sets of distinct optical systems, with a separate lens. This use can be performed in the same vehicle headlight, the lighting unit and the lighting module being placed in the housing of the projector. The casing is preferably closed, preferably by a transparent closure glass.
Par exemple, les
Le premier module d'éclairage Ma peut être un module d'éclairage selon l'invention. Dans l'exemple illustré en
Le premier réflecteur R1 et la lentille La ont une forme déterminée et sont agencés comme les premiers réflecteurs et les lentilles des modules d'éclairage selon la présente invention précédemment décrits. D'autres modules d'éclairage selon l'invention pourraient donc être utilisés, avec ou sans unité d'éclairage selon l'invention, comme par exemple un module tel que celui de ma
L'unité d'éclairage Mb peut être une unité d'éclairage selon l'invention. Dans l'exemple illustré en
Le deuxième réflecteur R2 et la lentille Lb ont une forme déterminée et sont agencés comme les deuxièmes réflecteurs et les lentilles des modules d'éclairage selon la présente invention précédemment décrits. D'autres unités d'éclairage selon l'invention pourraient donc être utilisées.The second reflector R2 and the lens Lb have a specific shape and are arranged as the second reflectors and the lenses of the lighting modules according to the present invention described above. Other lighting units according to the invention could therefore be used.
Alternativement, le module d'éclairage peut être un module tel que celui M4 illustré en
Dans les
Dans l'exemple illustré en
L'invention couvre également des projecteurs de véhicule utilisant des modules d'éclairage selon l'invention mais sans unité d'éclairage selon l'invention, par exemple un module tel que le module d'éclairage Ma précédemment décrit et illustré, de manière non limitative, en
De même, l'invention couvre également des projecteurs de véhicule utilisant des unités d'éclairage selon l'invention mais sans premier réflecteur, par exemple une unité telle que le module d'éclairage Mb précédemment décrit et illustré, de manière non limitative, en
L'invention couvre également une unité d'éclairage M5, telle qu'illustrée en
Ainsi, l'unité d'éclairage M5 est destinée à être agencée dans le projecteur de véhicule automobile, propre à fournir un faisceau lumineux, de tel sorte que :
l'émetteur 2 est agencé pour émettre un faisceau de rayons lumineux globalement selon une direction transversale,- le réflecteur R"2 est agencé pour collecter l'ensemble de ce faisceau de rayons,
- ledit plan orthogonal Vc est orthogonal à un plan vertical, de préférence contenant la direction longitudinale.
- the
emitter 2 is arranged to emit a beam of light rays generally in a transverse direction, - the reflector R "2 is arranged to collect all of this beam of rays,
- said orthogonal plane Vc is orthogonal to a vertical plane, preferably containing the longitudinal direction.
Sur la
On observe donc que les plans selon lesquels la section de lentille L" est stigmatique, tel que précédemment décrit, sont toujours orthogonaux à un plan vertical. En d'autre terme, la lentille L" s'étend verticalement, selon sa plus grande direction. Dans le cas d'une lentille torique, la courbe directrice est donc verticale.It is thus observed that the planes according to which the lens section L "is stigmatic, as previously described, are always orthogonal to a vertical plane In other words, the lens L" extends vertically, in its greatest direction . In the case of a toric lens, the guide curve is vertical.
Selon une variante de réalisation, cette unité d'éclairage M5 est réalisée de manière à générer un faisceau avec une coupure, tel que précédemment décrit pour la formation du faisceau route complémentaire. Cela permet d'avoir un faisceau à coupure verticale lorsqu'elle est placée dans le projecteur, puisque l'unité d'éclairage est tournée de 90° comparativement aux unités décrites dans les autres modes.According to an alternative embodiment, this lighting unit M5 is made to generate a beam with a cutoff, as previously described for the formation of the complementary road beam. This makes it possible to have a vertical cut beam when it is placed in the projector, since the lighting unit is turned 90 ° compared to the units described in the other modes.
Selon une autre variante de réalisation, cette unité d'éclairage M5 est réalisée de manière à être apte à générer un faisceau sans coupure, tel que précédemment décrit, tout en disposant la lentille verticalement. D'une manière surprenante, la lentille permet de générer un faisceau route, tel qu'illustré en
L'avantage de cette unité d'éclairage M 5, est qu'elle permet une implantation dans un projecteur avec un faible encombrement transversal. Elle permet également de suivre une courbe dans un plan vertical, et de réaliser ainsi des feux route avec un fort retour sur le dessus de l'aile du véhicule. Elle permet également une orientation différente pour des raisons de style.The advantage of this lighting unit M 5 is that it allows installation in a projector with a small transverse size. It also makes it possible to follow a curve in a vertical plane, and thus to realize road lights with a strong return on the top of the wing of the vehicle. It also allows a different orientation for reasons of style.
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