EP3081849A1 - Système d'éclairage pour projecteur de véhicule automobile comprenant un module d'éclairage à encombrement optimisé - Google Patents
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- F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
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Definitions
- the invention relates to lighting devices such as projectors for motor vehicles.
- the first provides illumination the entire width of the road in front of the vehicle.
- the second provides illumination of the lane in which the vehicle is located and a reduced lighting of the lane next to it and in which vehicles are likely to roll in the opposite direction. In this way, the occupants of the latter are not dazzled.
- the dipped-beam function in its most usual form does not in some cases provide adequate illumination of the side of the road beyond this adjacent lane. This is a source of danger. For example, if a pedestrian on the roadside is about to cross the road, it will not be visible early enough by the driver.
- an adaptive fire function has been proposed which makes it possible to illuminate at a great distance and selectively certain parts of the scene in front of the vehicle and in particular the aisle located beyond the adjacent lane.
- an observation device analyzes the scene and selects the areas to be illuminated.
- a lighting system for implementing this operation is presented in the document EP-2,532,950 . It comprises a first module for forming vertical strips and a second module for forming horizontal strips, each of these two modules being provided with its own light sources and its own optical device for projecting the light beam towards the scene.
- This adjustment consists in part of correctly placing and orienting the optical devices with respect to the light sources. This adjustment is generally carried out in an assembly line, which imposes adjustment tolerances that can not be reduced as much as desired, these tolerances being detrimental to the performance of the lighting system.
- An object of the invention is to overcome these disadvantages and thus reduce the volume of the lighting system and the number of system settings to achieve.
- a lighting system for a motor vehicle comprising at least one lighting module comprising first and second sets of light sources and secondary optical means, the secondary optical means being arranged so as to form, from the light emitted by the light sources of the first set, a light spot by light source, each spot having a light band shape, in particular of generally rectangular shape, extending substantially in the same first direction, in particular substantially parallel to this first direction, characterized in that the module further comprises primary optical means arranged to form, in cooperation with the secondary optical means and from the light emitted by the light sources of the second set, a light spot by light source, each spot having a light band shape, in particular of generally rectangular shape, extending substantially in a second direction not parallel to the first, in particular substantially parallel to this second direction.
- the lighting system comprises a lighting module capable alone to form the vertical light bands and the horizontal light bands. It is therefore not necessary to provide several lighting modules, which helps to limit the size of the lighting system.
- the lighting system includes only one lighting device.
- Optical means are common to both sets of light sources. Therefore, only these optical means must be adjusted in the lighting system, which reduces the number of adjustment operations. Adjustment of one optical device with respect to another is thus avoided.
- the light sources each comprise a face of generally rectangular shape of light emission.
- Such light sources make it possible to form luminous spots in the form of a rectangular luminous band.
- the light sources of each of the first and second sets are respectively aligned on first and second substantially planar supports, such as printed circuit boards.
- first and second sets allow the light spots to be arranged in a matrix manner to effectively cut the scene to be illuminated selectively.
- the first and second supports extend substantially in non-parallel planes.
- the guide means are formed by light guides, for example in the general shape of a rectangular parallelepiped, positioned on at least a part of the light sources of the first set and able to receive each at least a part of the light emitted by the light sources of the second set, each light guide having at least one extraction face, for example substantially parallel to a plane passing through the light sources of the first set, this extraction face having light extraction means capable of directing at least one part of the light emitted by the light sources of the second set out of the guide.
- the secondary optical means having a focusing zone, these secondary optical means are arranged so that this focusing zone is advantageously disposed at said extraction face.
- each light source of the second set penetrates inside a light guide, and the extraction means make it possible to pull it out of the guide to form the light spots having a shape of light strip substantially parallel to the second direction.
- the number of light sources of the first set is identical to the number of light sources of the second set.
- the light guides are positioned on the light sources of the first set so as to cover all of said light sources of said first set. This characteristic makes it possible to increase the homogeneity of the light beam formed by the lighting module.
- the number of light sources of the first set is distinct, especially higher, than the number of light sources of the second set.
- the light guides are positioned on the light sources of the first set so as to cover only a subset of the sources of light. light of said first set. This feature has the advantage of distributing more light on one side of the light beam formed by the lighting module than on the other side.
- the light sources of the first set are arranged so that the light emitted by these sources passes through the means for extracting the light guides, the extraction means being arranged not to deflect the light emitted by the light sources. of the first set.
- the extraction means are formed by striations, or alternatively prisms, pyramids or graining, provided on the extraction face of each guide.
- the extraction means are thus made by simple means that do not increase the space requirement in the lighting system.
- the extraction faces are lower faces of the guides.
- the light sources of the first and second sets are able to emit white light.
- the extraction means are formed by a layer of a wavelength converter material.
- the light sources of the first set and the second set are able to emit substantially monochromatic light, the layer being able to transform this substantially monochromatic light into white light.
- the extraction faces are lower faces of the guides. This characteristic has the advantage of obtaining an identical light emission surface for the light sources of the first and second substantially matrix assemblies, that is to say whose pixels have sharp edges, from the point of view of secondary optical means.
- the extraction faces are upper faces of the guide. This characteristic offers the advantage of being able to easily determine the shape of the secondary optical means for positioning the focusing zone.
- the light sources of the second set emit substantially monochromatic light rays
- the light rays meeting the wavelength converter material layers of the light guides are absorbed and reemitted by these layers in the form of white light, and perpendicular to the layers, that is to say out of the guides.
- the first direction is perpendicular to the second direction.
- the light spots formed by the light sources of the first and second sets intersect in rectangles, which makes it possible to achieve effective mesh of the scene to illuminate selectively.
- the optical means of the module comprise an optical projection means on the road and an optical reflection means for directing the light emitted by the light sources towards the optical projection means.
- the optical reflection means comprises a reflector, for example a plane.
- the optical projection means comprises a projection lens adapted to receive light from each source.
- the module comprises a screen forming an obstacle to the direct transmission of light from the light sources of the module to the optical projection means of the module.
- the optical means are thus formed by simple means.
- the lighting system further comprises at least one control member adapted to selectively control the ignition, extinction or variation of the light intensity emitted by each light source of the lighting system.
- each set are each formed by a single-chip LED.
- each set is formed by a multi-chip LED, each chip forming one of the light sources.
- the lighting system comprises at least first and second lighting modules, the first module forming light spots, extending substantially in the second direction, in particular substantially parallel to this second direction, spaced apart transversely to form transverse spacings, the second module forming light spots extending substantially in the second direction, in particular substantially parallel to this second direction, at least partially covering the transverse spacings.
- a control method of a lighting system characterized in that, the lighting system being as defined above, when detecting a body not to illuminate, for example a vehicle in the lighting system, the light sources intended to form the luminous spots of illumination of the zone covering the body are deactivated.
- the lighting system thus produces selective lighting for extinguishing the light sources likely to illuminate, for example, a vehicle traveling in the opposite direction on an adjacent lane.
- This lighting system 1 comprises a lighting module 2.
- This lighting module 2 comprises first 4 and second 5 sets of light sources, a cover or screen 6, and secondary optical means 8, 10, comprising here an optical reflection means 8 and an optical projection means 10.
- first 4 and second 5 sets of light sources a cover or screen 6, and secondary optical means 8, 10, comprising here an optical reflection means 8 and an optical projection means 10.
- secondary optical means 8 comprising here an optical reflection means 8 and an optical projection means 10.
- the optical reflection means 8 is arranged to direct the light emitted by the light sources 4n, 5n towards the optical projection means 10, and the latter projects the light in front of the vehicle.
- the optical reflection means 8 comprises a planar reflector and the optical projection means 10 comprises a projection lens capable of receiving light from each source 4n, 5n.
- the cover or screen 6 is placed in the module 2 so that it forms an obstacle to the direct transmission of the light light sources of the first 4 and second 5 sets of the module 2 by the optical projection means 10.
- the light sources 4n, 5n of the lighting module 2 will be described in more detail.
- the light sources of the first set 4 comprise, in this first embodiment, light-emitting diodes emitting white light. They are aligned in a direction parallel to the X axis and carried by a first printed circuit board 12 common to all sources 4n.
- This first plate 12 forms a first, substantially plane, support of the light sources of the first set 4.
- the first plate 12, the optical reflection means 8 and the optical projection means 10 are arranged so that the image of the first plate 12 by the reflector 8 is substantially included in the focal plane of the lens 10.
- the light sources of the first set 4 are arranged to produce upward directed illumination with their vertical optical axis.
- Each of them here has a generally rectangular face of light emission in a plane perpendicular to this optical axis, the long sides of the rectangles being substantially parallel to the Y axis.
- Each light emitting face has an equal area, for example at 1 mm 2 .
- the number of sources 4n can be varied. It is greater than or equal to three and the highest possible, each source producing one of the luminous spots forming the lighting. There are as many bright spots formed as there are 4n light sources.
- the light sources of the first set 4 each comprise a side parallel to a direction of alignment of the light sources 4n.
- the two opposite sides of the emission face of each light source 4n are parallel to an optical axis 13 of the lens 10.
- the light sources of the second set 5 are similar to those of the first set 4. However, they differ in that they are arranged to produce illumination in a direction substantially parallel to the X axis and that they are aligned according to a direction parallel to the Y axis These light sources 5n are carried by a second printed circuit board 14 common to all the sources 5n. This second plate 14 forms a second substantially plane support of the light sources of the second assembly 5.
- module 2 also includes means primary optics 16 formed by generally rectangular parallelepiped shaped light guides positioned on the light sources of the first set 4.
- the light guides 16 have an elongated shape in a direction parallel to the X direction.
- the light guides 16 are made of plastic with an optical index greater than that of air and transparent to light in the visible range. The optical index is preferably greater than 1.45 so as to be able to efficiently guide the light.
- the guides 16 are able to receive a part of the light emitted by the light sources of the second set 5.
- the lighting module 2 comprises as many light guides 16 as the module 2 comprises light sources of the second set 5, and the light guides 16 are aligned parallel to the axis Y.
- the light guides 16 are spaced apart two by two by an air gap (not shown) of thickness approximately equal to 10 microns, so as to separate the guides 16 between them.
- At least some of the light guides 16 have a curved end 17 adapted to adapt to the position of the light sources of the second set 5 on the second printed circuit board 14. This reduces the positioning constraints of the sources 5n on the second plate 14, the paths of the light guides 16 can be relatively complex to adapt to the position of the light sources 5n.
- Each light guide 16 has an extraction face 18 substantially parallel to the first plate 12.
- This extraction face 18 is here formed by the lower face of the guide 16, and has light extraction means 20 adapted to directing a portion of the light emitted by the light sources of the second assembly 5 out of the guide 16.
- These extraction means 20 are here formed by striations 22 formed on the extraction face 18 of each light guide 16.
- Striations 22 form here on the extraction face 18 of each guide 16 a succession of prisms with opening angles of approximately 90 °.
- the streaks 22 are located facing the light sources of the first set 4. It will be seen in the following that the light guides 16 provided with light extraction means 20 are interesting for the use that is made of the light system. lighting 1.
- the lighting system 1 further comprises at least one control member 23 adapted to selectively control the ignition, extinction or variation of the light intensity emitted by each light source 4n, 5n of the system of light. lighting 1.
- the light emitted by the rectangular light emitting faces of the sources of light of the first set 4 passes through the light guides 16 without it being deflected by them.
- the light then reaches the plane mirror 8 forming optical reflection means, which reflects it towards the lens 10 forming optical projection means.
- the light is then projected onto the stage in front of the vehicle.
- the optical means 8, 10 form, from the light emitted by the light sources of the first set 4, a light spot by source. light 4n, each spot having a luminous strip shape of rectangular shape substantially parallel to the same first direction, which is in this case the vertical direction.
- These vertical light spots 24 are represented in figure 8 .
- part of the light encounters the striations 22 and is reflected in a direction substantially parallel to the direction Z. This light then leaves the light guides 16 and goes to the plane mirror 8, to be reflected to the lens 10, and finally to be projected on the scene in front of the vehicle.
- the striations 22 Due to the elongate shape in the X direction of the light guides 16, the striations 22 are formed along a large length of the light guides 16, the light being reflected by these striations 22 over all (or almost all) the length. More particularly, the streaks are formed over a distance equivalent to the distance between the first and last light sources of the first set 4 aligned.
- the light guiding means 16 are thus arranged to form, in cooperation with the secondary optical means 8, 10 and from the light emitted by the light sources of the second set 5, a light spot per light source 5n, each stain having a shape of light strip of rectangular shape substantially parallel to a second direction not parallel to the first, this second direction being in this case horizontal and substantially parallel to the axis X. Since the light guides 16 are positioned on the light sources of the first set 4, and the streaks 22 are placed opposite the light sources of the first set 4, the vertical spots 24 and the horizontal spots 26 are superimposed.
- the horizontal light spots 26 are represented in figure 9 . It is observed in this figure that the horizontal light spots are spaced apart transversely to form transverse spacings 28. These spacings 28 form areas of the scene in front of the vehicle that are not illuminated. They are generated by the air gaps spacing the light guides 16. In order to illuminate these areas, it can be provided that the lighting system 1 (the lighting module 2 described above forming a first lighting module) is provided with a second lighting module (not shown), similar to the first and capable of forming horizontal light spots at least partially covering the transverse spacings 28.
- the lighting system 1 is therefore able to cut fictitiously the scene in front of the vehicle in a matrix arrangement.
- the control member 23 is thus able to implement a control method of the lighting system 1, in which, when a body not to illuminate, for example a motor vehicle, is detected, it is deactivated in the control system. lighting 1 the light sources 4n, 5n intended to form the illuminating spots of illumination of the area covering the body.
- light guides 116 of a lighting system differ from those described above in that they further comprise a layer of wavelength converter material 125 formed on an upper face 130 of each light guide 116.
- This layer 125 comprises, for example, a phosphorescent or luminescent material, such as rare earth doped YAG (Yttrium Aluminum Garnet) crystals, ZnS, etc. Thanks to the wavelength converter material layer 125, the white light-emitting diodes, forming the light sources of the first 4 and second 2 sets, can be replaced by light sources emitting a substantially monochromatic light beam, such as light sources. laser diodes. In addition, the position of the layer 125 away from the light sources of the first set 4 makes it possible to form larger light spots with fuzzier outlines. In this way, the light beam leaving the lighting system does not have a high contrast area.
- light guides 216 of a lighting system differ from those of the first embodiment in that, on the one hand, the extraction faces 218 of each guide 216 do not have striations but a layer of wavelength converter material 225, and, on the other hand, the light sources of the first 4 and second 5 sets are formed by sources emitting substantially monochromatic light and not white light. In this way, the light emitted by the light sources of the second set 5 propagating in the light guides 216 meeting the layer 225 is absorbed by it. It is then re-emitted by the layer 225 in the vertical direction, towards the mirror 8 forming optical means of reflection to form horizontal light spots.
- This light guide 316 differs from those previously described in that it is in one piece. It can therefore be substituted for all the light guides as described in the other embodiments.
- This light guide 316 furthermore has longitudinal orifices 317 extending in directions substantially parallel to the axis X, throughout the length of the guide 316. These orifices 317 make it possible to separate the guide 316 into several ducts 319, each of which these ducts 319 being able to receive light emitted by one of the light sources of the second set 5.
- each of the ducts 319 are provided with light extraction means chosen from those described above, so that the light guide 316 is arranged to form, in cooperation with the secondary optical means 8, 10 and from the light emitted by the light sources of the second set 5, a light spot by light source 5n, each spot having a shape luminous strip of horizontal rectangular shape.
- optical reflection means, the optical projection means and the light sources may comprise elements other than those stated in the foregoing.
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Abstract
Description
- L'invention concerne les dispositifs d'éclairage tels que les projecteurs pour véhicules automobiles.
- Il est connu de prévoir sur un véhicule automobile des fonctions d'éclairage en feux de route et en feux de croisement. La première fournit un éclairage de toute la largeur de la route devant le véhicule. La seconde fournit un éclairage de la voie dans laquelle se trouve le véhicule et un éclairage réduit de la voie située à côté et dans laquelle des véhicules sont susceptibles de rouler en sens inverse. De la sorte, les occupants de ces derniers ne sont pas éblouis. Toutefois, la fonction de feux de croisement dans sa forme la plus habituelle ne permet pas dans certains cas d'éclairer suffisamment loin le bas-côté de la route situé au-delà de cette voie adjacente. Or cela constitue une source de danger. Par exemple, si un piéton situé sur ce bas-côté s'apprête à traverser la route, il ne sera pas visible suffisamment tôt par le conducteur. Pour y remédier, on a proposé une fonction de feu adaptatif qui permet d'éclairer à grande distance et sélectivement certaines parties de la scène située devant le véhicule et en particulier le bas-côté situé au-delà de la voie adjacente. A cette fin, un dispositif d'observation analyse la scène et sélectionne les zones qui doivent être éclairées.
- Pour cela, il est connu notamment de découper fictivement cette scène avec une disposition matricielle, c'est-à-dire en plusieurs bandes rectangulaires verticales et en plusieurs bandes rectangulaires horizontales qui sont éclairées sélectivement suivant les parties de la scène que l'on souhaite illuminer.
- Un système d'éclairage permettant de mettre en oeuvre ce fonctionnement est présenté dans le document
EP-2 532 950 . Il comprend un premier module destiné à former des bandes verticales et un deuxième module destiné à former des bandes horizontales, chacun de ces deux modules étant muni de ses propres sources de lumière et de son propre dispositif optique de projection du faisceau lumineux vers la scène. - Toutefois, ce système d'éclairage pose certains problèmes.
- D'une part, il est nécessaire de régler les dispositifs optiques pour chacun des modules. Ce réglage consiste en partie à placer et à orienter correctement les dispositifs optiques par rapport aux sources de lumière. Ce réglage est en général réalisé dans une chaîne de montage, qui impose des tolérances de réglage qu'on ne peut pas réduire autant que l'on souhaite, ces tolérances étant nuisibles à la performance du système d'éclairage.
- D'autre part, la présence de plusieurs dispositifs optiques impose également d'avoir à les régler l'un par rapport à l'autre de sorte que les bandes verticales et les bandes horizontales se chevauchent pour créer la découpe matricielle de la scène. Ce réglage fastidieux constitue une étape supplémentaire du montage du système d'éclairage sur le véhicule, ce qui allonge le temps que passe le véhicule sur la chaîne de montage et réduit la cadence de la chaîne de montage.
- Enfin, la présence de plusieurs dispositifs optiques entraîne un encombrement accru de la zone avant du véhicule. Or celle-ci comprend de nombreux composants qui doivent tous cohabiter, et de ce fait, il convient de limiter au maximum leur encombrement.
- Un but de l'invention est de pallier ces inconvénients et donc de réduire le volume du système d'éclairage et le nombre de réglages du système à réaliser.
- A cet effet, on prévoit selon l'invention un système d'éclairage pour véhicule automobile comprenant au moins un module d'éclairage comportant des premier et deuxième ensembles de sources de lumière et des moyens optiques secondaires,
les moyens optiques secondaires étant agencés de manière à former, à partir de la lumière émise par les sources de lumière du premier ensemble, une tache lumineuse par source de lumière, chaque tache ayant une forme de bande lumineuse, notamment de forme généralement rectangulaire, s'étendant sensiblement selon une même première direction, notamment sensiblement parallèlement à cette première direction,
caractérisé en ce que le module comporte en outre des moyens optiques primaires agencés pour former, en coopération avec les moyens optiques secondaires et à partir de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble, une tache lumineuse par source de lumière, chaque tache ayant une forme de bande lumineuse, notamment de forme généralement rectangulaire, s'étendant sensiblement selon une deuxième direction non parallèle à la première, notamment sensiblement parallèlement à cette deuxième direction. - Ainsi, le système d'éclairage comprend un module d'éclairage apte à lui seul à former les bandes lumineuses verticales et les bandes lumineuses horizontales. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir plusieurs modules d'éclairage, ce qui contribue à limiter l'encombrement du système d'éclairage. En particulier, le système d'éclairage ne comprend qu'un seul dispositif d'éclairage.
- Les moyens optiques sont communs aux deux ensembles de sources de lumière. De ce fait, seuls ces moyens optiques doivent être réglés dans le système d'éclairage, ce qui permet de réduire le nombre d'opérations de réglages. Le réglage d'un dispositif optique par rapport à un autre est ainsi évité.
- Avantageusement, les sources de lumière comportent chacune une face de forme générale rectangulaire d'émission de lumière.
- De telles sources de lumière permettent de former des taches lumineuses en forme de bande lumineuse rectangulaire.
- Avantageusement, les sources de lumière de chacun des premier et deuxième ensembles sont respectivement alignées sur des premier et deuxième supports sensiblement plans, tels que des plaques de circuits imprimés.
- Cet agencement des sources de lumière des premier et deuxième ensembles permet aux taches lumineuses d'être disposées de manière matricielle pour découper efficacement la scène à éclairer sélectivement. Le cas échéant, les premier et deuxième supports s'étendent sensiblement selon des plans non parallèles.
- Avantageusement, les moyens de guidage sont formés par des guides de lumière, par exemple en forme générale de parallélépipède rectangle, positionnés sur au moins une partie des sources de lumière du premier ensemble et aptes à recevoir chacun au moins une partie de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble,
chaque guide de lumière présentant au moins une face d'extraction, par exemple sensiblement parallèle à un plan passant par les sources de lumière du premier ensemble, cette face d'extraction présentant des moyens d'extraction de la lumière aptes à diriger au moins une partie de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble hors du guide. - Le cas échéant, les moyens optiques secondaires présentant une zone de focalisation, ces moyens optiques secondaires sont agencés de sorte à ce que cette zone de focalisation soit avantageusement disposée au niveau de ladite face d'extraction.
- Ainsi, une grande partie la lumière émise par chaque source de lumière du deuxième ensemble pénètre à l'intérieur d'un guide de lumière, et les moyens d'extraction permettent de la faire sortir du guide pour former les taches lumineuses ayant une forme de bande lumineuse sensiblement parallèle à la deuxième direction.
- Si on le souhaite, le nombre de sources de lumière du premier ensemble est identique au nombre de sources de lumière du deuxième ensemble. Le cas échéant, les guides de lumière sont positionnés sur les sources de lumière du premier ensemble de sorte à recouvrir la totalité desdites sources de lumière dudit premier ensemble. Cette caractéristique permet d'accroitre l'homogénéité du faisceau lumineux formé par le module d'éclairage.
- Eventuellement, le nombre de sources de lumière du premier ensemble est distinct, notamment supérieur, au nombre de sources de lumière du deuxième ensemble. Le cas échéant, les guides de lumière sont positionnés sur les sources de lumière du premier ensemble de sorte à recouvrir un sous-ensemble seulement de sources de lumière dudit premier ensemble. Cette caractéristique offre l'avantage de répartir plus de lumière d'un côté du faisceau lumineux formé par le module d'éclairage que de l'autre côté.
- Avantageusement, les sources de lumière du premier ensemble sont disposées de sorte que la lumière émise par ces sources traverse les moyens d'extraction des guides de lumière, les moyens d'extraction étant agencés pour ne pas dévier cette lumière émise par les sources de lumière du premier ensemble.
- Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens d'extraction sont formés par des striures, ou en variante des prismes, des pyramides ou un grainage, ménagées sur la face d'extraction de chaque guide.
- Les moyens d'extractions sont ainsi réalisés par des moyens simples n'augmentant pas l'encombrement dans le système d'éclairage.
- Le cas échéant, les faces d'extraction sont des faces inférieures des guides.
- Avantageusement, les sources de lumière des premier et deuxième ensembles sont aptes à émettre de la lumière blanche.
- Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les moyens d'extraction sont formés par une couche d'un matériau convertisseur de longueur d'onde.
- Avantageusement, les sources de lumière du premier ensemble et du deuxième ensemble sont aptes à émettre de la lumière sensiblement monochromatique, la couche étant apte à transformer cette lumière sensiblement monochromatique en lumière blanche.
- Par exemple, les faces d'extractions sont des faces inférieures des guides. Cette caractéristique offre l'avantage d'obtenir une surface d'émission de lumière identique pour les sources de lumière des premiers et deuxième ensembles sensiblement matricielle, c'est-à-dire dont les pixels ont des bords nets, du point de vue des moyens optiques secondaires.
- En variante, les faces d'extractions sont des faces supérieures du guide. Cette caractéristique offre l'avantage de pouvoir facilement déterminer la forme des moyens optiques secondaires pour positionner la zone de focalisation.
- Ainsi, lorsque les sources de lumière du deuxième ensemble émettent des rayons lumineux sensiblement monochromatiques, les rayons lumineux rencontrant les couches de matériau convertisseur de longueur d'onde des guides de lumière sont absorbés et réémis par ces couches sous forme de lumière blanche, et ce perpendiculairement aux couches, c'est-à-dire hors des guides.
- Avantageusement, la première direction est perpendiculaire à la deuxième direction.
- Ainsi, les taches lumineuses formées par les sources de lumière des premier et deuxième ensembles s'intersectent suivant des rectangles, ce qui permet de réaliser un maillage efficace de la scène à éclairer sélectivement.
- Avantageusement, les moyens optiques du module comportent un moyen optique de projection sur la route et un moyen optique de réflexion pour diriger la lumière émise par les sources de lumière vers le moyen optique de projection.
- De préférence, le moyen optique de réflexion comprend un réflecteur, par exemple plan.
- De préférence, le moyen optique de projection comprend une lentille de projection apte à recevoir de la lumière de chaque source.
- De préférence, le module comprend un écran formant obstacle à la transmission directe de la lumière des sources de lumière du module au moyen optique de projection du module.
- Les moyens optiques sont ainsi formés par des moyens simples.
- Avantageusement, le système d'éclairage comporte en outre au moins un organe de commande apte à commander de façon sélective l'allumage, l'extinction ou la variation de l'intensité lumineuse émise par chaque source de lumière du système d'éclairage.
- Si on le souhaite, les sources de lumière de chaque ensemble sont formées chacune par une diode électroluminescente monopuce. En variante, chaque ensemble est formé par une diode électroluminescente multipuces, chaque puce formant l'une des sources de lumière.
- Avantageusement, le système d'éclairage comprend au moins des premier et deuxième modules d'éclairage, le premier module formant des taches lumineuses, s'étendant sensiblement selon la deuxième direction, notamment sensiblement parallèlement à cette deuxième direction, espacées entre elles transversalement pour former des espacements transversaux, le deuxième module formant des taches lumineuses s'étendant sensiblement selon la deuxième direction, notamment sensiblement parallèlement à cette deuxième direction, recouvrant au moins partiellement les espacements transversaux.
- Ainsi, aucune zone d'ombre impossible à éclairer n'est formée dans le faisceau lumineux sortant du système d'éclairage.
- On prévoit également selon l'invention un procédé de commande d'un système d'éclairage caractérisé en ce que, le système d'éclairage étant tel que défini plus haut, lorsqu'on détecte un corps à ne pas éclairer, par exemple un véhicule automobile, on désactive dans le système d'éclairage les sources de lumière destinées à former les taches lumineuses d'éclairage de la zone couvrant le corps.
- Le système d'éclairage produit ainsi un éclairage sélectif permettant d'éteindre les sources de lumière susceptibles d'éclairer, par exemple, un véhicule circulant en sens inverse sur une voie adjacente.
- L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins dans lesquels :
- la
figure 1 est une vue schématique d'un système d'éclairage selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans laquelle on a représenté un repère orthogonal XYZ, - la
figure 2 est une vue en coupe selon un plan parallèle au plan YZ des moyens de guidage de lumière du système d'éclairage de lafigure 1 , - la
figure 3 est une vue en coupe selon un plan parallèle au plan XY des moyens de guidage de lumière du système d'éclairage de lafigure 1 , - la
figure 4 est une vue en coupe selon un plan parallèle au plan XZ des moyens de guidage de lumière du système d'éclairage de lafigure 1 , - la
figure 5 est une vue en coupe selon un plan parallèle au plan XZ des moyens de guidage de lumière d'un système d'éclairage selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention, - la
figure 6 est une vue en coupe selon un plan parallèle au plan XZ des moyens de guidage de lumière d'un système d'éclairage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la
figure 7 est une vue en coupe selon un plan parallèle au plan YZ des moyens de guidage de lumière de lafigure 6 selon une variante de réalisation, - la
figure 8 illustre la forme des taches lumineuses formées par les sources de lumière du premier ensemble du système d'éclairage de lafigure 1 , et - la
figure 9 illustre la forme des taches lumineuses formées par les sources de lumière du deuxième ensemble du système d'éclairage de lafigure 1 . - On a illustré en
figure 1 un système d'éclairage 1 pour un projecteur de véhicule automobile selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce système d'éclairage 1 comprend un module d'éclairage 2. Ce module d'éclairage 2 comprend des premier 4 et deuxième 5 ensembles de sources de lumière, un cache ou écran 6, et des moyens optiques secondaires 8, 10, comportant ici un moyen optique de réflexion 8 et un moyen optique de projection 10. Dans la suite, on désignera une source de lumière du premier ensemble par la référence 4n et une source de lumière du deuxième ensemble par la référence 5n. - Le moyen optique de réflexion 8 est agencé pour diriger la lumière émise par les sources de lumière 4n, 5n vers le moyen optique de projection 10, et ce dernier projette la lumière devant le véhicule. Ici, le moyen optique de réflexion 8 comprend un réflecteur plan et le moyen optique de projection 10 comprend une lentille de projection apte à recevoir de la lumière de chaque source 4n, 5n. Le cache ou écran 6 est placé dans le module 2 de sorte qu'il forme obstacle à la transmission directe de la lumière des sources de lumière des premier 4 et deuxième 5 ensembles du module 2 au moyen optique de projection 10.
- On utilise dans la suite le repère orthogonal XYZ illustré à la
figure 1 dans lequel les axes horizontaux X et Y sont respectivement sensiblement perpendiculaire et parallèle à la direction de la lumière à la sortie du moyen optique de projection 10 et l'axe Z est sensiblement vertical. - On va décrire plus en détails les sources de lumière 4n, 5n du module d'éclairage 2.
- Les sources de lumière du premier ensemble 4 comprennent, dans ce premier mode de réalisation, des diodes électroluminescentes émettant de la lumière blanche. Elles sont alignées suivant une direction parallèle à l'axe X et portées par une première plaque de circuit imprimé 12 commune à toutes les sources 4n. Cette première plaque 12 forme un premier support, sensiblement plan, des sources de lumière du premier ensemble 4. La première plaque 12, le moyen optique de réflexion 8 et le moyen optique de projection 10 sont agencés de sorte que l'image de la première plaque 12 par le réflecteur 8 soit sensiblement incluse dans le plan focal de la lentille 10.
- Les sources de lumière du premier ensemble 4 sont disposées pour produire un éclairage orienté vers le haut avec leur axe optique vertical. Elles présentent ici chacune une face de forme générale rectangulaire d'émission de lumière dans un plan perpendiculaire à cet axe optique, les grands côtés des rectangles étant sensiblement parallèles à l'axe Y Chaque face d'émission de lumière présente une aire égale par exemple à 1 mm2.
- Le nombre de sources 4n peut être varié. Il est supérieur ou égal à trois et le plus élevé possible, chaque source 4n produisant l'une des taches lumineuses formant l'éclairage. Il y a autant de taches lumineuses formées qu'il y a de sources de lumière 4n.
- On observe donc sur la
figure 1 que les sources de lumière du premier ensemble 4 comportent chacune un côté parallèle à une direction d'alignement des sources de lumières 4n. Les deux côtés opposés de la face d'émission de chaque source de lumière 4n sont parallèles à un axe optique 13 de la lentille 10. - Les sources de lumière du deuxième ensemble 5 sont similaires à celles du premier ensemble 4. Elles diffèrent cependant en ce qu'elles sont disposées pour produire un éclairage dans une direction sensiblement parallèle à l'axe X et en ce qu'elles sont alignées suivant une direction parallèle à l'axe Y Ces sources de lumière 5n sont portées par une deuxième plaque de circuit imprimé 14 commune à toutes les sources 5n. Cette deuxième plaque 14 forme un deuxième support, sensiblement plan, des sources de lumière du deuxième ensemble 5.
- En référence aux
figures 1 à 4 , le module 2 comporte également des moyens optiques primaires 16 formés par des guides de lumière en forme générale de parallélépipède rectangle, positionnés sur les sources de lumière du premier ensemble 4. Les guides de lumière 16 ont une forme allongée dans une direction parallèle à la direction X. Les guides de lumière 16 sont réalisés dans un plastique d'indice optique supérieur à celui de l'air et transparent à la lumière dans le domaine visible. L'indice optique est préférentiellement supérieur à 1,45 de manière à pouvoir réaliser un guidage efficace de la lumière. Les guides 16 sont aptes à recevoir une partie de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble 5. - Comme cela est illustré en
figure 3 , le module d'éclairage 2 comporte autant de guides de lumière 16 que le module 2 comporte de sources de lumière du deuxième ensemble 5, et les guides de lumière 16 sont alignés parallèlement à l'axe Y. Les guides de lumière 16 sont espacés deux à deux par une lame d'air (non représentée) d'épaisseur environ égale à 10 µm, de manière à séparer les guides 16 entre eux. Au moins certains des guides de lumière 16 présentent une extrémité courbe 17 destinée à s'adapter à la position des sources de lumière du deuxième ensemble 5 sur la deuxième plaque de circuit imprimé 14. Cela réduit les contraintes de positionnement des sources 5n sur la deuxième plaque 14, les trajets des guides de lumière 16 pouvant être relativement complexes pour s'adapter à la position des sources de lumière 5n. - Chaque guide de lumière 16 présente une face d'extraction 18 sensiblement parallèle à la première plaque 12. Cette face d'extraction 18 est ici formée par la face inférieure du guide 16, et présente des moyens d'extraction de la lumière 20 aptes à diriger une partie de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble 5 hors du guide 16. Ces moyens d'extraction 20 sont ici formés par des striures 22 ménagées sur la face d'extraction 18 de chaque guide de lumière 16. Ces striures 22 forment ici sur la face d'extraction 18 de chaque guide 16 une succession de prismes d'angles d'ouverture environ égaux à 90°. Les striures 22 sont situées en regard des sources de lumière du premier ensemble 4. On verra dans la suite que les guides de lumière 16 munis de moyens d'extraction de la lumière 20 sont intéressants pour l'utilisation qui est faite du système d'éclairage 1.
- Le système d'éclairage 1 comporte en outre au moins un organe de commande 23 apte à commander de façon sélective l'allumage, l'extinction ou la variation de l'intensité lumineuse émise par chaque source de lumière 4n, 5n du système d'éclairage 1.
- On va maintenant décrire les taches lumineuses formées par les sources de lumière des premier 4 et deuxième 5 ensembles.
- La lumière émise par les faces d'émission de lumière rectangulaires des sources de lumière du premier ensemble 4 traverse les guides de lumière 16 sans qu'elle ne soit déviée par ceux-ci. La lumière atteint alors le miroir plan 8 formant moyen optique de réflexion, qui la réfléchit vers la lentille 10 formant moyen optique de projection. La lumière est alors projetée sur la scène devant le véhicule. Grâce à la forme rectangulaire des faces d'émission de lumière des sources de lumière du premier ensemble 4, les moyens optiques 8, 10 forment, à partir de la lumière émise par les sources de lumière du premier ensemble 4, une tache lumineuse par source de lumière 4n, chaque tache ayant une forme de bande lumineuse de forme rectangulaire sensiblement parallèle à une même première direction, qui est en l'espèce la direction verticale. Ces taches lumineuses verticales 24 sont représentées en
figure 8 . - Une grande partie de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble 5 pénètrent à l'intérieur des guides de lumière 16, comme cela est visible sur la
figure 3 . A l'intérieur des guides 16, une partie de la lumière rencontre les striures 22 et est réfléchi dans une direction sensiblement parallèle à la direction Z. Cette lumière sort alors des guides de lumière 16 et se dirige vers le miroir plan 8, pour être réfléchie vers la lentille 10, et pour finalement être projetée sur la scène devant le véhicule. Grâce à la forme allongée dans la direction X des guides de lumière 16, les striures 22 sont ménagées sur une grande longueur des guides de lumière 16, la lumière étant réfléchie par ces striures 22 sur toute (ou presque toute) la longueur. Plus particulièrement, les striures sont ménagées sur une distance équivalente à la distance entre les première et dernière sources de lumière du premier ensemble 4 alignées. - Les moyens de guidage de lumière 16 sont donc agencés pour former, en coopération avec les moyens optiques secondaires 8, 10 et à partir de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble 5, une tache lumineuse par source de lumière 5n, chaque tache ayant une forme de bande lumineuse de forme rectangulaire sensiblement parallèle à une deuxième direction non parallèle à la première, cette deuxième direction étant en l'espèce horizontale et sensiblement parallèle à l'axe X. Etant donné que les guides de lumière 16 sont positionnés sur les sources de lumière du premier ensemble 4, et que les striures 22 sont placées en regard des sources de lumière du premier ensemble 4, les taches verticales 24 et les taches horizontales 26 se superposent.
- Les taches lumineuses horizontales 26 sont représentées en
figure 9 . On observe sur cette figure que les taches lumineuses horizontales sont espacées entre elles transversalement pour former des espacements transversaux 28. Ces espacements 28 forment des zones de la scène devant le véhicule qui ne sont pas éclairées. Ils sont engendrés par les lames d'air espaçant les guides de lumière 16. Afin de pouvoir éclairer ces zones, on peut prévoir que le système d'éclairage 1 (le module d'éclairage 2 décrit dans ce qui précède formant un premier module d'éclairage) soit muni d'un deuxième module d'éclairage (non représenté), similaire au premier et apte à former des taches lumineuses horizontales recouvrant au moins partiellement les espacements transversaux 28. - Le système d'éclairage 1 est donc apte à découper fictivement la scène devant le véhicule selon une disposition matricielle. L'organe de commande 23 est ainsi apte à mettre en oeuvre un procédé de commande du système d'éclairage 1, lors duquel, lorsqu'on détecte un corps à ne pas éclairer, par exemple un véhicule automobile, on désactive dans le système d'éclairage 1 les sources de lumière 4n, 5n destinées à former les taches lumineuses d'éclairage de la zone couvrant le corps.
- On a représenté en
figure 5 des guides de lumière 116 d'un système d'éclairage selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention. Ces guides de lumière 116 diffèrent de ceux décrits plus haut en ce qu'ils comportent en outre une couche de matériau convertisseur de longueur d'onde 125 ménagée sur une face supérieure 130 de chaque guide de lumière 116. Cette couche 125 comprend par exemple un matériau phosphorescent ou luminescent, tel que des cristaux YAG (Yttrium Aluminium Garnet) dopés aux terres rares, du ZnS, etc. Grâce à la couche de matériau convertisseur de longueur d'onde 125, on peut remplacer les diodes électroluminescentes blanches, formant les sources de lumière des premier 4 et deuxième 5 ensembles, par des sources de lumière émettant un faisceau lumineux sensiblement monochromatique, telles que des diodes laser. De plus, la position de la couche 125 éloignée des sources de lumière du premier ensemble 4 permet de former des taches lumineuses plus grandes et présentant des contours plus flous. De la sorte, le faisceau lumineux sortant du système d'éclairage ne présente pas de zone à contraste élevé. - On a représenté en
figure 6 des guides de lumière 216 d'un système d'éclairage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Ces guides 216 diffèrent de ceux du premier mode de réalisation en ce que, d'une part, les faces d'extraction 218 de chaque guide 216 ne présentent pas des striures mais une couche de matériau convertisseur de longueur d'onde 225, et, d'autre part, les sources de lumière des premier 4 et deuxième 5 ensembles sont formées par des sources émettant de la lumière sensiblement monochromatique et non de la lumière blanche. De la sorte, la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble 5 se propageant dans les guides de lumière 216 rencontrant la couche 225 est absorbée par celle-ci. Elle est alors réémise par la couche 225 dans la direction verticale, vers le miroir 8 formant moyen optique de réflexion pour former les taches lumineuses horizontales. - On a représenté en
figure 7 un guide de lumière 316 selon une variante de réalisation pouvant s'appliquer à l'un quelconque des modes de réalisation décrits précédemment. Ce guide de lumière 316 diffère de ceux décrits précédemment en ce qu'il est d'un seul tenant. Il peut donc se substituer à l'ensemble des guides de lumière tels que décrits dans les autres modes de réalisation. Ce guide de lumière 316 présente en outre des orifices longitudinaux 317 s'étendant dans des directions sensiblement parallèles à l'axe X, dans toute la longueur du guide 316. Ces orifices 317 permettent de séparer le guide 316 en plusieurs conduits 319, chacun de ces conduits 319 étant apte à recevoir de la lumière émise par une des sources de lumière du deuxième ensemble 5. Les faces inférieures 318 de chacun des conduits 319 sont munies de moyens d'extraction de lumière choisis parmi ceux décrits précédemment, de sorte que le guide de lumière 316 soit agencé pour former, en coopération avec les moyens optiques secondaires 8, 10 et à partir de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble 5, une tache lumineuse par source de lumière 5n, chaque tache ayant une forme de bande lumineuse de forme rectangulaire horizontale. - Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci.
- Les moyens optiques de réflexion, les moyens optiques de projection et les sources de lumière pourront comprendre des éléments autres que ceux énoncés dans ce qui précède.
Claims (14)
- Système d'éclairage (1) pour véhicule automobile comprenant au moins un module d'éclairage (2) comportant des premier (4) et deuxième (5) ensembles de sources de lumière et des moyens optiques secondaires (8, 10),
les moyens optiques secondaires (8,10) étant agencés de manière à former, à partir de la lumière émise par les sources de lumière du premier ensemble (4), une tache lumineuse par source de lumière (4n), chaque tache ayant une forme de bande lumineuse s'étendant sensiblement selon une même première direction,
caractérisé en ce que le module (2) comporte en outre des moyens optiques primaires (16, 116, 216, 316) agencés pour former, en coopération avec les moyens optiques secondaires (8, 10) et à partir de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble (5), une tache lumineuse par source de lumière (5n), chaque tache ayant une forme de bande lumineuse s'étendant sensiblement selon une deuxième direction non parallèle à la première. - Système d'éclairage (1) selon la revendication 1, dans lequel les sources de lumière (4n, 5n) comportent chacune une face de forme générale rectangulaire d'émission de lumière.
- Système d'éclairage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sources de lumière de chacun des premier (4) et deuxième (5) ensembles sont respectivement alignées sur des premier (12) et deuxième (14) supports sensiblement plans, tels que des plaques de circuits imprimés.
- Système d'éclairage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de guidage (16) sont formés par des guides de lumière positionnés sur au moins une partie des sources de lumière du premier ensemble (4) et aptes à recevoir chacun au moins une partie de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble (5),
chaque guide de lumière (16, 116, 216, 316) présentant au moins une face d'extraction (18, 118, 218, 318) (12), cette face d'extraction (18, 118, 218, 318) présentant des moyens d'extraction de la lumière (20, 120, 220) aptes à diriger au moins une partie de la lumière émise par les sources de lumière du deuxième ensemble (5) hors du guide (16, 116, 216, 316). - Système d'éclairage (1) selon la revendication 4, dans lequel les moyens d'extraction (20, 120) sont formés par des striures (22, 122) ménagées sur la face d'extraction (18, 118) de chaque guide (16, 116).
- Système d'éclairage (1) selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel la face d'extraction (118) de chaque guide de lumière (116) présente une couche d'un matériau convertisseur de longueur d'onde (125).
- Système d'éclairage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première direction est perpendiculaire à la deuxième direction.
- Système d'éclairage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens optiques du module (8, 10) comportent un moyen optique de projection (10) sur la route et un moyen optique de réflexion (8) pour diriger la lumière émise par les sources de lumière (4n, 5n) vers le moyen optique de projection (10).
- Système d'éclairage (1) selon la revendication 8, dans lequel le moyen optique de réflexion (8) comprend un réflecteur plan.
- Système d'éclairage (1) selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, dans lequel le moyen optique de projection (10) comprend une lentille de projection apte à recevoir de la lumière de chaque source (4n, 5n).
- Système d'éclairage (1) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel le module (2) comprend un écran (6) formant obstacle à la transmission directe de la lumière des sources de lumière (4n, 5n) du module (2) au moyen optique de projection (10) du module (2).
- Système d'éclairage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre au moins un organe de commande (23) apte à commander de façon sélective l'allumage, l'extinction ou la variation de l'intensité lumineuse émise par chaque source de lumière (4n, 5n) du système d'éclairage (2).
- Système d'éclairage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins des premier et deuxième modules d'éclairage, le premier module formant des taches lumineuses, s'étendant sensiblement selon la deuxième direction, espacées entre elles transversalement pour former des espacements transversaux (28), le deuxième module formant des taches lumineuses s'étendant sensiblement selon la deuxième direction recouvrant au moins partiellement les espacements transversaux (28).
- Procédé de commande d'un système d'éclairage (1) caractérisé en ce que, le système d'éclairage (1) étant selon l'une quelconque des revendications précédentes, lorsqu'on détecte un corps à ne pas éclairer, par exemple un véhicule automobile, on désactive dans le système d'éclairage (1) les sources de lumière (4n, 5n) destinées à former les taches lumineuses d'éclairage de la zone couvrant le corps.
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