EP2801752A1 - Système d'éclairage automobile émettant différentes fonctions lumineuses - Google Patents

Système d'éclairage automobile émettant différentes fonctions lumineuses Download PDF

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EP2801752A1
EP2801752A1 EP14166962.2A EP14166962A EP2801752A1 EP 2801752 A1 EP2801752 A1 EP 2801752A1 EP 14166962 A EP14166962 A EP 14166962A EP 2801752 A1 EP2801752 A1 EP 2801752A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
radiation
phosphorescent
optical system
optical
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14166962.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Albou
Jean-Claude Puente
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of EP2801752A1 publication Critical patent/EP2801752A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/16—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of lighting systems for a motor vehicle.
  • a lighting system for a motor vehicle is intended to perform a lighting function, for example a low beam function and a flashing function.
  • the low beam lights emit white light in the front of a vehicle to allow the lighting of the road mainly during the night.
  • the turn signals emit orange light in particular to indicate a change of direction of the vehicle.
  • phosphorescent material a material having a phosphorescent effect, generally comprising different chemical elements, but not necessarily containing phosphorus.
  • the light radiation passes through the wavelength conversion device which re-emits white light radiation.
  • This lighting system further comprises an optical imaging system receiving the white light re-emitted by the wavelength conversion device and projecting this re-emitted radiation to form a light beam.
  • the wavelength conversion device is located in the vicinity of a focal plane of the imaging optical system.
  • the effectiveness of this lighting system is limited by the radiation absorption phenomena by the transparent material substrate and parasitic reflections of the radiation passing through the diopters of the conversion device. In fact, a portion of the radiation is reflected back to the radiation source and approximately half of the white light is re-radiated to the back of the wavelength conversion device, i.e. the opposite of the optical imaging system.
  • the substrate of transparent material is generally polycarbonate or glass. These materials are known to be bad thermal conductors.
  • the power of the laser radiation tends to heat the phosphorescent material significantly without the possibility of dissipation of this heat in the glass or polycarbonate. As a result of this heating, the efficiency of conversion of the laser radiation into white light is reduced.
  • the low beam and flashing functions are generally performed by different lighting systems.
  • the object of the invention is to limit the number of different lighting systems on a motor vehicle and to minimize the dispersions of the laser radiation.
  • the lighting system according to the invention can perform the functions of dipped beam and flashing. Indeed, thanks to the control means of the scanning system, it is possible to select the scanning of a free surface of the first material, to perform the low beam function, or to select the scanning of a free surface of the second material, to perform the flashing function.
  • the lighting system according to the invention makes it possible to minimize the dispersions of the laser radiation. Indeed, because a mirror-equipped wavelength conversion device is used, the scanning system and the imaging optical system are placed on the same reflecting side of the mirror. that the radiation emitted by the light source no longer crosses the transparent substrate and above all, the light emitted by the device is sent back to the optical imaging system. The radiation losses are thus considerably reduced.
  • the lighting system according to the invention makes it possible to provide two beams respectively dedicated to the two flashing and dipped beam functions from two different apparent exit surfaces as required by certain regulations.
  • two phosphorescent materials are different when they re-emit lights of different wavelengths.
  • two different phosphorescent materials may be of different compositions or of the same composition but covered by films or film areas selecting or filtering lights of different wavelengths.
  • the invention also relates to a driving method of a lighting system for a motor vehicle, characterized in that the lighting system is controlled so that the scanning surface includes the free surface of a single phosphorescent material.
  • the subject of the invention is also a method for controlling a control system of a lighting system for a motor vehicle, characterized in that the lighting system is piloted so that the scanning surface includes the free surface of at least two materials.
  • the system 10 comprises a source 12 of light radiation comprising a primary type of primary light source 14, conventional optical focusing means 16 and means 17 for controlling a scanning system 18.
  • the light source 14 is a laser source comprising for example a laser diode, emitting for example a laser radiation L whose wavelength is between 400 nanometers and 500 nanometers, and preferably close to 450 or 460 nanometers. These wavelengths correspond to colors ranging from blue to near ultraviolet.
  • the primary light source 14 may alternatively comprise an optical device combining in a single beam several laser rays, for example using optical fibers or devices taking advantage of the different polarizations of different laser sources.
  • the scanning system 18, of conventional type comprises in the example described a single micro-mirror, mobile about two orthogonal axes, such as those used in optical scanning systems called "scanners".
  • the micro-mirror reflects the light radiation to a wavelength converting device 20 which has first and second layers 24 respectively of first 22 and second 24 different phosphorescent materials.
  • the two layers each cover a substrate 26 forming a mirror and are separated by a neutral zone 27 free of phosphorescent material.
  • the illumination system 10 further comprises a first imaging optical system 28 exclusively receiving a first light radiation reemitted by the first layer 22 of phosphorescent first material, and a second imaging optical system 30 receiving exclusively a second radiation of light reemitted by the second layer 24 of second phosphorescent material.
  • the first optical system 28 has a dipped beam function and the second optical system 30 has a flashing function.
  • the laser radiation L generated by the source 14 is deflected in two directions by the scanning system 18, and emerges in a solid angle intercepting a scanning surface 32 of the wavelength converting device 20.
  • the scanning system 18 and the optical imaging systems 28, 30 are arranged on the same reflecting side of the mirror 26 formed by the substrate 26.
  • the control means 17 of the scanning system 18 are adapted to form the scanning surface 32 by including a free surface of the first material 22 and / or a free surface of the second material 24 as a function of a selection parameter, for example , activation of a low beam function and / or a flashing function.
  • each point of the layer of the first material 22 of the wavelength conversion device 20 receiving the laser radiation L which is monochromatic and coherent, re-transmits, to the first imaging system 28, a light B of wavelength different from that of the laser L, and in particular a light that can be considered "white", that is to say that has a plurality of wavelengths between about 400 nanometers and 800 nanometers, c ' that is to say, included in the spectrum of visible light.
  • This emission of light occurs, according to a lambertian emission diagram, that is to say with a uniform luminance in all directions.
  • each point of the layer of the second material 24 of the wavelength conversion device 20 receiving the laser radiation L remits, to the second imaging system 30, an orange light O of different wavelength that of laser L, that is to say between about 590 nanometers and 620 nanometers.
  • the layers 22, 24 of phosphorescent materials being deposited on the substrate 26 reflecting for the laser radiation L it is ensured that the laser radiation L which would not have encountered a grain of phosphorescent material before having completely passed through the layers 22, 24 phosphorescent materials, may encounter a grain of phosphorescent material after being reflected by the substrate 26.
  • Substrate 26 is chosen from materials that are good thermal conductors, such as aluminum for example.
  • the substrate 26 thus makes it possible to limit the increase in temperature of the layers 22, 24 of phosphorescent material by promoting the dissipation of heat by the substrate 26.
  • the layers 22, 24 of phosphorescent materials are respectively located in the immediate vicinity of the focal planes of the optical imaging systems 28, 30, which then form at infinity, respectively, images of the layers 22, 24 of phosphorescent materials, or more exactly points of these layers that emit light in response to the laser excitation they receive.
  • the optical imaging systems 28, 30 form light beams FB, FO with the light emitted by the different points of the layers 22, 24 of phosphorescent materials illuminated by laser radiation L.
  • the light beams FB, FO emerging respectively from the optical imaging systems 28, 30 are substantially parallel to each other and to a reference axis, said beam axis F. They are generally projected towards the front of the vehicle, but the system of lighting described here could as well be arranged at the rear of the vehicle to project light beams backwards.
  • One of the beams could also be projected perpendicular to the other beam, so as to simultaneously perform an orange color function of lateral return (more commonly called "side marker" according to the English terminology) in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle and another function in a direction parallel to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the light beams FB, FO are directly a function of the light rays emitted by the first and second layers 22, 24 of phosphorescent materials, themselves directly function of the laser radiation L which scans these layers 22, 24.
  • the free surfaces of the layers of different phosphorescent materials are separated by the neutral zone 27 and are thus offset from each other by at least 1 mm, parallel to the axis of the beams F. The latter are also shifted together by at least 1 mm, orthogonal to the axis of the beams F.
  • Each imaging optical system 28, 30 includes a lens 34, 36 involved in the formation of the light beam.
  • Lenses 34, 36 of systems The first optical system 28 comprises a lens 34 participating in the formation of the beam FB emitted by this first optical system 28.
  • This lens 34 comes from a single element 38 common to the optical imaging systems 28, 30. is extended by a diopter 40 for shaping the FO beam emitted by the second optical system 30.
  • a control unit 42 controls the different components of the source 12 of light radiation according to the desired photometry of the light beams FB, FO.
  • the unit 42 drives the scanning system 18 so that the laser radiation L successively scans all the points of one or both layers 22, 24 of phosphorescent materials.
  • the unit 42 also controls the activation of the light source 14 and, where appropriate, the modulation of the intensity of the laser radiation L.
  • the lighting system 10 is adaptive and it comprises for this purpose conventional means for modulating the intensity of the illumination continuously, the intensity increasing or decreasing continuously between a minimum value and a maximum value. It is also possible to modulate the intensity of the lighting in a discrete manner, the intensity varying in jumps from one value to another, between a minimum value and a maximum value. In both cases, it can be expected that the minimum value zero corresponds to an absence of light.
  • Each point of the layers 22, 24 of phosphorescent material thus illuminated by the laser radiation L emits light B, O with an intensity which is directly a function of the intensity of the laser radiation L which illuminates this point, the emission taking place according to a Lambertian emission diagram.
  • the layers 22, 24 of phosphorescent materials can then be considered as secondary radiation sources, consisting of a light image, whose optical imaging systems 28, 30 form an image at infinity, for example on a screen placed remote in the axis of optical systems 28, 30 and perpendicular to this axis.
  • the image on such a screen is the materialization of the light beams FB, FO emitted respectively or together by the optical systems 28, 30.
  • the lighting system 10 comprises a partition wall 44 of the first and second light radiation B, O reemitted by the first and second layers 22, 24 of the first and second phosphorescent materials.
  • This partition wall 44 prevents the first radiation B from reaching the second imaging optical system 30 and prevents the second radiation O from reaching the first imaging optical system 28.
  • the wavelength conversion device comprises a third material covering the substrate, the first, second and third materials being distributed in at least three different zones of the wavelength conversion device.
  • the third material is different from the first two and re-emits red light.
  • the control means make it possible to form the scanning surface by including a free surface of the first material and / or a surface of the second material and / or a free surface of the third material according to a selection parameter.
  • Such a lighting system comprises a third imaging optical system exclusively receiving a third light radiation re-emitted by the third layer of the third phosphorescent material.
  • a lighting system as described in the above examples makes it possible to implement a control method of the lighting system so that the scanning surface includes the free surface of a single phosphorescent material or the free surface of the light source. at least two phosphorescent materials.
  • the lighting system may comprise means for varying the scanning speed of the layers of phosphorescent materials according to parameters such as the size or position of the scanning surface.

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Abstract

La présente invention concerne un système d'éclairage pour véhicule automobile qui comporte une source lumineuse primaire émettant un rayonnement lumineux (L) et un système de balayage (18) recevant le rayonnement lumineux (L) de la source lumineuse (14) primaire. Le rayonnement est réparti spatialement sur un dispositif (20) de conversion de longueur d'onde, de façon à balayer une surface de balayage (32). Le dispositif (20) de conversion de longueur d'onde comprend un substrat formant miroir. Le dispositif (20) de conversion de longueur d'onde qui reçoit le rayonnement lumineux (L) de la source primaire comporte au moins des premier (22) et deuxième (24) matériaux phosphorescents différents réémettant des lumières (B, O) de longueurs d'onde différentes. Des systèmes optiques d'imagerie (28, 30) reçoivent la lumière (B, O) pour former des faisceaux lumineux (FB, FO).

Description

  • La présente invention concerne le domaine technique des systèmes d'éclairage pour véhicule automobile.
  • Un système d'éclairage pour véhicule automobile est destiné à réaliser une fonction d'éclairage, par exemple une fonction de feu de croisement et une fonction de clignotant.
  • Les feux de croisement émettent de la lumière blanche à l'avant d'un véhicule pour permettre l'éclairage de la route essentiellement pendant la nuit.
  • Les clignotants émettent de la lumière orange notamment pour indiquer un changement de direction du véhicule.
  • On connaît déjà du document EP 2 063 170 un système d'éclairage pour véhicule automobile, muni d'une source laser dont le rayonnement lumineux est réparti spatialement, au moyen d'un système de balayage, sur la surface d'un dispositif de conversion de longueur d'onde qui comprend un substrat en matériau transparent sur lequel est déposée une couche mince de matériau phosphorescent.
  • On notera que l'homme du métier entend par « matériau phosphorescent » un matériau ayant un effet phosphorescent, comprenant généralement différents éléments chimiques, mais ne contenant pas nécessairement de phosphore.
  • Le rayonnement lumineux traverse le dispositif de conversion de longueur d'onde lequel réémet un rayonnement de lumière blanche.
  • Ce système d'éclairage comporte en outre un système optique d'imagerie recevant la lumière blanche réémise par le dispositif de conversion de longueur d'onde et projetant ce rayonnement réémis pour former un faisceau lumineux. Dans un tel système, le dispositif de conversion de longueur d'onde est situé au voisinage d'un plan focal du système optique d'imagerie.
  • L'efficacité de ce système d'éclairage est limitée par les phénomènes d'absorption du rayonnement par le substrat en matériau transparent et les réflexions parasites du rayonnement traversant les dioptres du dispositif de conversion. En fait, une partie du rayonnement est réfléchie vers la source de rayonnement et approximativement la moitié de la lumière blanche est réémise vers l'arrière du dispositif de conversion de longueur d'ondes, c'est-à-dire à l'opposé du système optique d'imagerie. De plus, le substrat en matériau transparent est généralement en polycarbonate ou en verre. Ces matériaux sont connus pour être de mauvais conducteurs thermiques. Or la puissance du rayonnement laser à tendance à chauffer le matériau phosphorescent de manière importante sans possibilité de dissipation de cette chaleur dans le verre ou le polycarbonate. Il résulte de cet échauffement une baisse du rendement de conversion du rayonnement laser en lumière blanche.
  • Par ailleurs, les fonctions de feu de croisement et de clignotant sont généralement réalisées par des systèmes d'éclairage différents.
  • L'invention a pour but de limiter le nombre de systèmes d'éclairage différents sur un véhicule automobile et de minimiser les dispersions du rayonnement du laser.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un système d'éclairage pour véhicule automobile comportant :
    • au moins une source lumineuse primaire émettant un rayonnement lumineux,
    • un système de balayage recevant le rayonnement lumineux de la source lumineuse primaire et le répartissant spatialement sur un dispositif de conversion de longueur d'onde, de façon à balayer sur ce dispositif de conversion une surface de balayage,
    • le dispositif de conversion de longueur d'onde recevant le rayonnement lumineux de la source primaire et réémettant au moins un rayonnement de lumière,
    • au moins un système optique d'imagerie recevant le rayonnement de lumière réémis par le dispositif de conversion de longueur d'onde et projetant ce rayonnement réémis pour former un faisceau lumineux, le dispositif de conversion de longueur d'onde étant situé au voisinage d'un plan focal du système optique d'imagerie,
    caractérisé en ce que le dispositif de conversion de longueur d'onde comprend des première et deuxième couches respectivement de premier et deuxième matériaux phosphorescents différents, recouvrant chacune un substrat formant miroir, le système d'éclairage comprenant de plus des moyens de pilotage du système de balayage de façon à former la surface de balayage en y incluant une surface libre du premier matériau et/ou une surface libre du deuxième matériau en fonction d'un paramètre de sélection,
    le système d'éclairage comprenant de plus un premier système optique d'imagerie recevant exclusivement un premier rayonnement de lumière réémis par la première couche de premier matériau phosphorescent, et un deuxième système optique d'imagerie recevant exclusivement un deuxième rayonnement de lumière réémis par la deuxième couche de deuxième matériau phosphorescent.
  • Ainsi, on peut réaliser deux fonctions d'éclairage au moins. Par exemple, si le premier matériau phosphorescent réémet un rayonnement de lumière blanche et le deuxième matériau phosphorescent réémet un rayonnement de lumière orange, le système d'éclairage selon l'invention peut réaliser les fonctions de feu de croisement et de clignotant. En effet, grâce aux moyens de pilotage du système de balayage, on peut sélectionner le balayage d'une surface libre du premier matériau, pour réaliser la fonction de feu de croisement, ou bien sélectionner le balayage d'une surface libre du deuxième matériau, pour réaliser la fonction de clignotant.
  • On peut aussi envisager de sélectionner le balayage de surfaces libres des premier et deuxième matériaux à la fois, notamment pour actionner une fonction de feu de croisement simultanément à une fonction de feu clignotant.
  • Par ailleurs, le système d'éclairage selon l'invention permet de minimiser les dispersions du rayonnement du laser. En effet, du fait que l'on utilise un dispositif de conversion de longueur d'onde muni d'un miroir implique que l'on place le système de balayage et le système optique d'imagerie du même côté réfléchissant du miroir, si bien que le rayonnement émis par la source lumineuse ne traverse plus le substrat transparent et surtout, la lumière émise par le dispositif est renvoyée vers le système optique d'imagerie. Les pertes de rayonnement sont ainsi considérablement diminuées.
  • Enfin, le système d'éclairage selon l'invention permet de fournir deux faisceaux dédiés respectivement aux deux fonctions clignotant et feu de croisement à partir de deux surfaces apparentes de sortie différentes comme l'exigent certaines réglementations.
  • On considère que deux matériaux phosphorescents sont différents lorsqu'ils réémettent des lumières de longueurs d'onde différentes. Ainsi, deux matériaux phosphorescents différents peuvent être de compositions différentes ou de même composition mais recouverts par des films ou zones de film sélectionnant ou filtrant des lumières de longueurs d'onde différentes.
  • Un système d'éclairage selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes ;
    • le premier matériau réémet de la lumière blanche et le deuxième matériau réémet de la lumière orange ;
    • le dispositif de conversion de longueur d'onde comprend une troisième couche d'un troisième matériau phosphorescent différent des deux premiers, les moyens de pilotage permettant de former la surface de balayage en y incluant une surface libre du premier matériau et/ou une surface libre du deuxième matériau et/ou une surface libre du troisième matériau en fonction d'un paramètre de sélection, le système d'éclairage comportant de plus un troisième système optique d'imagerie recevant exclusivement un troisième rayonnement de lumière réémis par la troisième couche du troisième matériau phosphorescent ;
    • le troisième matériau réémet de la lumière rouge ;
    • les faisceaux formés par les systèmes optiques d'imagerie sont sensiblement parallèles entre eux et à un axe de référence dit axe des faisceaux, les surfaces libres des couches de matériaux phosphorescents différents étant décalées entre elles parallèlement à l'axe des faisceaux, d'au moins 1mm, et, de préférence également décalées entre elles orthogonalement à l'axe des faisceaux, d'au moins 1 mm ;
    • le système d'éclairage comprend une paroi de séparation des premier et deuxième rayonnements de lumière réémis par les première et deuxième couches des premier et deuxième matériaux phosphorescents empêchant le premier rayonnement d'atteindre le deuxième système optique d'imagerie et empêchant le deuxième rayonnement d'atteindre le premier système optique d'imagerie ;
    • les faisceaux formés par les systèmes optiques d'imagerie sont sensiblement parallèles entre eux et à un axe de référence dit axe des faisceaux, les surfaces libres des couches de matériaux phosphorescents différents étant décalées entre elles parallèlement à l'axe des faisceaux, d'au moins 1mm, et, de préférence également décalées entre elles orthogonalement à l'axe des faisceaux, d'au moins 1mm ;
    • chaque système optique comprend une lentille participant à la fonction du faisceau lumineux, les lentilles des systèmes optiques étant venues de matière sur un seul et même élément commun aux systèmes optiques ;
    • le deuxième système optique a une fonction de clignotant et le premier système optique comprend une lentille, participant à la formation du faisceau émis par le premier système optique, prolongée par un dioptre de mise en forme du faisceau émis par le deuxième système optique.
  • L'invention a également pour objet un procédé de pilotage d'un système d'éclairage pour véhicule automobile, caractérisé en ce que l'on pilote le système d'éclairage de façon que la surface de balayage inclue la surface libre d'un seul matériau phosphorescent.
  • L'invention a encore pour objet un procédé de pilotage d'un système de pilotage d'un système d'éclairage pour véhicule automobile, caractérisé en ce que l'on pilote le système d'éclairage de façon que la surface de balayage inclue la surface libre d'au moins deux matériaux.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant à l'unique figure annexée qui est une vue schématique d'un système d'éclairage selon l'invention.
  • En référence à la figure, on voit un système d'éclairage 10 selon la présente invention. Le système 10 comporte une source 12 de rayonnement lumineux comprenant une source lumineuse primaire 14 de type classique, des moyens optiques classiques de focalisation 16 et des moyens 17 de pilotage d'un système de balayage 18.
  • La source lumineuse 14 est une source laser comprenant par exemple une diode laser, émettant par exemple un rayonnement laser L dont la longueur d'onde est comprise entre 400 nanomètres et 500 nanomètres, et de préférence voisine de 450 ou 460 nanomètres. Ces longueurs d'onde correspondent à des couleurs allant du bleu au proche ultraviolet.
  • La source lumineuse primaire 14 peut en variante comprendre un dispositif optique combinant en un seul faisceau plusieurs rayonnements lasers, par exemple à l'aide de fibres optiques ou de dispositifs tirant profit des polarisations différentes de différentes sources laser.
  • Le système de balayage 18, de type classique, comprend dans l'exemple décrit un micro-miroir unique, mobile autour de deux axes orthogonaux, tel que ceux qui sont utilisés dans les systèmes de balayage optique appelés « scanners ».
  • Le micro-miroir réfléchit le rayonnement lumineux vers un dispositif 20 de conversion de longueur d'onde qui comporte des première 22 et deuxième couches 24 respectivement de premier 22 et deuxième 24 matériaux phosphorescents différents. Les deux couches recouvrent chacune un substrat 26 formant miroir et sont séparées par une zone neutre 27 exempte de matériau phosphorescent.
  • Le système d'éclairage 10 comprend de plus un premier système optique d'imagerie 28 recevant exclusivement un premier rayonnement de lumière réémis par la première couche 22 de premier matériau phosphorescent, et un deuxième système optique d'imagerie 30 recevant exclusivement un deuxième rayonnement de lumière réémis par la deuxième couche 24 de deuxième matériau phosphorescent. Dans l'exemple, le premier système optique 28 a une fonction de feu de croisement et le deuxième système optique 30 a une fonction de clignotant.
  • On notera que l'expression « recevant exclusivement un premier/deuxième rayonnement de lumière » indique que le premier système optique 28 ne reçoit pas de deuxième rayonnement et que le deuxième système optique 30 ne reçoit pas de premier rayonnement.
  • Le rayonnement laser L généré par la source 14 est dévié selon deux directions par le système de balayage 18, et il en émerge dans un angle solide interceptant une surface de balayage 32 du dispositif 20 de conversion de longueur d'onde.
  • Le système de balayage 18 et les systèmes optiques d'imagerie 28, 30 sont disposés du même côté réfléchissant du miroir 26 formé par le substrat 26.
  • Les moyens de pilotage 17 du système de balayage 18 sont adaptés pour former la surface de balayage 32 en y incluant une surface libre du premier matériau 22 et/ou une surface libre du deuxième matériau 24 en fonction d'un paramètre de sélection, par exemple, de l'activation d'une fonction de feu de croisement et/ou d'une fonction clignotant.
  • De façon connue, chaque point de la couche du premier matériau 22 du dispositif 20 de conversion de longueur d'onde recevant le rayonnement laser L, qui est monochromatique et cohérent, réémet, vers le premier système d'imagerie 28, une lumière B de longueur d'onde différente de celle du laser L, et notamment une lumière qui peut être considérée comme « blanche », c'est-à-dire qui comporte une pluralité de longueurs d'onde entre environ 400 nanomètres et 800 nanomètres, c'est-à-dire comprises dans le spectre de la lumière visible. Cette émission de lumière se produit, selon un diagramme d'émission lambertienne, c'est-à-dire avec une luminance uniforme dans toutes les directions. De manière analogue, chaque point de la couche du deuxième matériau 24 du dispositif 20 de conversion de longueur d'onde recevant le rayonnement laser L, réémet, vers le deuxième système d'imagerie 30, une lumière orange O de longueur d'onde différente de celle du laser L, c'est-à-dire comprise entre environ 590 nanomètres et 620 nanomètres.
  • Les couches 22, 24 de matériaux phosphorescents étant déposées sur le substrat 26 réfléchissant pour le rayonnement laser L, on est assuré que le rayonnement laser L qui n'aurait pas rencontré de grain de matériaux phosphorescents avant d'avoir traversé complètement les couches 22, 24 de matériaux phosphorescents, pourra rencontrer un grain de matériau phosphorescent après avoir été réfléchi par le substrat 26.
  • Le substrat 26 est choisi dans les matériaux bons conducteurs thermiquement, comme l'aluminium par exemple. Le substrat 26 permet ainsi de limiter l'augmentation de température des couches 22, 24 de matériau phosphorescent en favorisant la dissipation de chaleur par le substrat 26.
  • Les couches 22, 24 de matériaux phosphorescents sont respectivement situées au voisinage immédiat des plans focaux des systèmes 28, 30 optiques d'imagerie, qui forment alors respectivement à l'infini des images des couches 22, 24 de matériaux phosphorescents, ou plus exactement des points de ces couches qui émettent de la lumière en réponse à l'excitation laser qu'ils reçoivent. En d'autres termes, les systèmes optiques d'imagerie 28, 30 forment des faisceaux lumineux FB, FO avec la lumière émise par les différents points des couches 22, 24 de matériaux phosphorescents illuminés par le rayonnement laser L.
  • Les faisceaux lumineux FB, FO émergeant respectivement des systèmes optiques d'imagerie 28, 30 sont sensiblement parallèles entre eux et à un axe de référence dit axe des faisceaux F. Ils sont généralement projetés vers l'avant du véhicule, mais le système d'éclairage décrit ici pourrait aussi bien être disposé à l'arrière du véhicule afin de projeter des faisceaux lumineux vers l'arrière. L'un des faisceaux pourrait également être projeté perpendiculairement à l'autre faisceau, de manière à remplir simultanément une fonction de couleur orange de rappel latéral (plus communément appelée « side marker » selon la terminologie anglo-saxonne) dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule et une autre fonction dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du véhicule.
  • Les faisceaux lumineux FB, FO, sont directement fonction des rayons lumineux émis par les première et deuxième couches 22, 24 de matériaux phosphorescents, eux-mêmes fonction directement du rayonnement laser L qui balaye ces couches 22, 24.
  • Les surfaces libres des couches de matériaux phosphorescents différents sont séparées par la zone neutre 27 et sont ainsi décalées entre elles d'au moins 1 mm, parallèlement à l'axe des faisceaux F. Ces dernières sont également décalées entre elles d'au moins 1 mm, orthogonalement à l'axe des faisceaux F.
  • Chaque système optique d'imagerie 28, 30 comprend une lentille 34, 36 participant à la formation du faisceau lumineux. Les lentilles 34, 36 des systèmes optiques sont venues de matière sur un seul et même élément 38 commun aux systèmes optiques d'imagerie 28, 30. Le premier système optique 28 comprend une lentille 34 participant à la formation du faisceau FB émis par ce premier système optique 28. Cette lentille 34 est prolongée par un dioptre 40 de mise en forme du faisceau FO émis par le deuxième système optique 30.
  • Une unité de commande 42 pilote les différents composants de la source 12 de rayonnement lumineux en fonction de la photométrie désirée des faisceaux lumineux FB, FO. En particulier, l'unité 42 pilote le système de balayage 18, pour que le rayonnement laser L balaye successivement tous les points d'une ou des deux couches 22, 24 de matériaux phosphorescents. L'unité 42 pilote également l'activation de la source lumineuse 14 et le cas échéant, la modulation de l'intensité du rayonnement laser L.
  • Il est ainsi possible d'éclairer les couches 22, 24 de matériaux phosphorescents avec le rayonnement laser L de manière à former sur ces couches 22, 24 une image, cette image étant formée d'une succession de lignes formées chacune d'une succession de points plus ou moins lumineux, de la même manière qu'une image sur un écran de télévision à tube cathodique.
  • De préférence, le système d'éclairage 10 est adaptatif et il comporte à cet effet des moyens classiques pour moduler l'intensité de l'éclairage de façon continue, l'intensité croissant ou décroissant continûment entre une valeur minimale et une valeur maximale. On peut également moduler l'intensité de l'éclairage de façon discrète, l'intensité variant par sauts d'une valeur à une autre, entre une valeur minimale et une valeur maximale. Dans les deux cas, on peut prévoir que la valeur minimale nulle correspond à une absence de lumière.
  • Chaque point des couches 22, 24 de matériaux phosphorescents ainsi éclairé par le rayonnement laser L émet de la lumière B, O avec une intensité qui est directement fonction de l'intensité du rayonnement laser L qui éclaire ce point, l'émission s'effectuant selon un diagramme d'émission lambertienne.
  • Les couches 22, 24 de matériaux phosphorescents peuvent alors être considérées comme des sources de rayonnement secondaire, constituées d'une image lumineuse, dont les systèmes optiques d'imagerie 28, 30 forment une image à l'infini, par exemple sur un écran placé à distance dans l'axe des systèmes optiques 28, 30 et perpendiculairement à cet axe. L'image sur un tel écran est la matérialisation des faisceaux lumineux FB, FO émis respectivement ou conjointement par les systèmes optiques 28, 30.
  • Afin d'éviter un mélange des rayonnements de lumière B, O réémis par les couches 22, 24, le système d'éclairage 10 comprend une paroi de séparation 44 des premier et deuxième rayonnements de lumière B, O réémis par les première et deuxième couches 22, 24 des premier et deuxième matériaux phosphorescents. Cette paroi de séparation 44 empêche le premier rayonnement B d'atteindre le deuxième système optique d'imagerie 30 et empêche le deuxième rayonnement O d'atteindre le premier système optique d'imagerie 28.
  • Dans une variante non représentée, le dispositif de conversion de longueur d'onde comprend un troisième matériau recouvrant le substrat, les premier, deuxième et troisième matériaux étant répartis en au moins trois zones différentes du dispositif de conversion de longueur d'onde. Le troisième matériau est différent des deux premiers et réémet de la lumière rouge. Dans une telle variante, les moyens de pilotage permettent de former la surface de balayage en y incluant une surface libre du premier matériau et/ou une surface du deuxième matériau et/ou une surface libre du troisième matériau en fonction d'un paramètre de sélection. Un tel système d'éclairage comporte un troisième système optique d'imagerie recevant exclusivement un troisième rayonnement de lumière réémis par la troisième couche du troisième matériau phosphorescent.
  • Un système d'éclairage tel que décrit dans les exemples ci-dessus permet de mettre en oeuvre un procédé de pilotage du système d'éclairage de façon que la surface de balayage inclue la surface libre d'un seul matériau phosphorescent ou la surface libre d'au moins deux matériaux phosphorescents.
  • On notera que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits. Par exemple, le système d'éclairage peut comporter des moyens de variation de la vitesse du balayage des couches de matériaux phosphorescents en fonction de paramètres tels que la dimension ou la position de la surface de balayage.

Claims (10)

  1. Système d'éclairage (10) pour véhicule automobile comportant :
    - au moins une source lumineuse (14) primaire émettant un rayonnement lumineux (L),
    - un système de balayage (18) recevant le rayonnement lumineux (L) de la source lumineuse (14) primaire et le répartissant spatialement sur un dispositif (20) de conversion de longueur d'onde, de façon à balayer sur ce dispositif de conversion une surface de balayage (32),
    - le dispositif (20) de conversion de longueur d'onde recevant le rayonnement lumineux (L) de la source primaire et réémettant au moins un rayonnement de lumière (B, O),
    - au moins un système (28, 30) optique d'imagerie recevant le rayonnement de lumière (B, O) réémis par le dispositif (20) de conversion de longueur d'onde et projetant ce rayonnement réémis (B, O) pour former un faisceau lumineux (FB, FO), le dispositif (20) de conversion de longueur d'onde étant situé au voisinage d'un plan focal du système (28, 30) optique d'imagerie,
    caractérisé en ce que le dispositif (20) de conversion de longueur d'onde comprend des première et deuxième couches respectivement de premier (22) et deuxième (24) matériaux phosphorescents différents, réémettant des lumières de longueurs d'onde différentes et recouvrant chacune un substrat (26) formant miroir (26), le système d'éclairage (10) comprenant de plus des moyens de pilotage (17) du système de balayage (18) de façon à former la surface (32) de balayage en y incluant une surface libre du premier (22) matériau et/ou une surface libre du deuxième matériau (24) en fonction d'un paramètre de sélection,
    le système d'éclairage (10) comprenant de plus un premier système optique d'imagerie (28) recevant exclusivement un premier rayonnement de lumière (B) réémis par la première couche de premier matériau (22) phosphorescent, et un deuxième système optique d'imagerie (30) recevant exclusivement un deuxième rayonnement de lumière (O) réémis par la deuxième couche de deuxième matériau (24) phosphorescent.
  2. Système selon la revendication 1, dans lequel le premier matériau (22) réémet de la lumière blanche (B) et le deuxième matériau (24) réémet de la lumière orange (O).
  3. Système selon la revendication 1 ou 2, comprenant une troisième couche d'un troisième matériau phosphorescent différent des deux premiers (22, 24), les moyens de pilotage (17) permettant de former la surface de balayage (32) en y incluant une surface libre du premier matériau et/ou une surface libre du deuxième matériau et/ou une surface libre du troisième matériau en fonction d'un paramètre de sélection, le système d'éclairage comportant de plus un troisième système optique d'imagerie recevant exclusivement un troisième rayonnement de lumière réémis par la troisième couche du troisième matériau phosphorescent.
  4. Système selon la revendication 3, dans lequel le troisième matériau réémet de la lumière rouge.
  5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les faisceaux (FB, FL) formés par les systèmes optiques (28, 30) d'imagerie sont sensiblement parallèles entre eux et à un axe de référence dit axe des faisceaux (F), les surfaces libres des couches de matériaux phosphorescents différents étant décalées entre elles parallèlement à l'axe des faisceaux (F), d'au moins 1 mm, et, de préférence également décalées entre elles orthogonalement à l'axe des faisceaux, d'au moins 1 mm.
  6. Système selon la revendication 1 ou 2, comprenant une paroi de séparation (44) des premier et deuxième rayonnements de lumière (B, O) réémis par les première et deuxième couches des premier (22) et deuxième (24) matériaux phosphorescents empêchant le premier rayonnement (B) d'atteindre le deuxième système optique d'imagerie (30) et empêchant le deuxième rayonnement (O) d'atteindre le premier système optique d'imagerie (28).
  7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque système optique (28, 30) comprend une lentille (34, 36) participant à la formation du faisceau lumineux (FB, FO), les lentilles (34, 36) des systèmes optiques étant venues de matière sur un seul et même élément (38) commun aux systèmes optiques.
  8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième système optique (30) a une fonction de clignotant et le premier système optique (28) comprend une lentille (34), participant à la formation du faisceau (FB) émis par le premier système optique (28), prolongée par un dioptre (40) de mise en forme du faisceau (FO) émis par le deuxième système optique (30).
  9. Procédé de pilotage d'un système d'éclairage (10) pour véhicule automobile, caractérisé en ce que l'on pilote le système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, de façon que la surface de balayage (32) inclut la surface libre d'un seul matériau phosphorescent (22, 24).
  10. Procédé de pilotage d'un système d'éclairage (10) pour véhicule automobile, caractérisé en ce que l'on pilote le système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, de façon que la surface de balayage (32) inclut la surface libre d'au moins deux matériaux (22, 24) phosphorescents.
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