EP3784953B1 - Module optique projetant un faisceau lumineux à pixels - Google Patents

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EP3784953B1
EP3784953B1 EP19719337.8A EP19719337A EP3784953B1 EP 3784953 B1 EP3784953 B1 EP 3784953B1 EP 19719337 A EP19719337 A EP 19719337A EP 3784953 B1 EP3784953 B1 EP 3784953B1
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EP
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light
resolution
array
emitting diodes
emitting
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EP19719337.8A
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German (de)
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Marie Pellarin
Sebastien ROELS
Vanesa Sanchez
Eric LANDIECH
David Bourdin
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Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a light module, in particular for a motor vehicle, which is intended to project a pixel light beam performing a determined function along a longitudinal optical axis, the pixel light beam comprising a first high resolution zone and a second high resolution zone. low resolution.
  • Such light modules are capable of producing a lighting light beam, for example a high beam, divided into pixels and of which at least certain pixels can be selectively extinguished. This makes it possible, for example, to optimally illuminate the road while avoiding dazzling road users.
  • Such light modules are known under the English name “pixel beam”. For example, it is possible to divide the overall light beam into a matrix of pixels.
  • the resolution of the light beam that is to say the number of pixels per unit area, remains quite coarse.
  • the extinction of a pixel plunges into shadow a portion of the road which is often much wider than necessary to avoid dazzling a road user.
  • Such an optical module generally comprises a matrix of light-emitting diodes which is associated with a matrix of light guides.
  • Each light guide is a solid element which guides light by total internal reflections to an exit face.
  • Each light guide is associated with a light-emitting diode to produce an object pixel on the output face.
  • each light-emitting diode is associated with a light guide.
  • the exit face of the light guide is located at the focal plane subject to projection optics.
  • Some light guides have wider exit faces than other light guides.
  • the beam projected by the optical module includes a low-resolution zone (the projected image of the larger output faces) and a high-resolution zone (the projected image of the smaller output faces).
  • monolithic matrix an electroluminescent source comprising a plurality of electroluminescent elements or electroluminescent diodes, that is to say using electroluminescence, an optical and electrical phenomenon during which a material emits light in response to an electric current which crosses, or to a strong electric field.
  • the electroluminescent elements are grown from a common substrate and are electrically connected so as to be selectively activated, individually or by subset of electroluminescent elements, also called pixels.
  • the substrate may be mainly made of semiconductor material.
  • the substrate may comprise one or more other materials, for example non-semiconductors.
  • the configuration of such a monolithic source allows the arrangement of selectively activatable pixels very close to each other, compared to conventional light-emitting diodes intended to be soldered onto printed circuit boards.
  • the monolithic matrix comprises electroluminescent elements of which a main elongation dimension, namely the height, is substantially perpendicular to the common substrate, this height being at least equal to one micrometer and not being greater than one millimeter.
  • the present invention proposes a light module, in particular for a motor vehicle, which is proposed according to claim 1.
  • the particularity of the invention lies in the fact that the intermediate optical element associated with the matrix of light-emitting diodes is formed by an optical assembly convergent comprising at least one lens, said optical element projecting an image of each light-emitting diode, each image forming a high-resolution object pixel and the high-resolution object pixels being arranged contiguously to form said matrix of high-resolution object pixels.
  • This arrangement makes it possible to obtain a pixel light beam having a high resolution zone and a low resolution zone using common projection optics for the two zones.
  • the beam obtained is particularly homogeneous despite the bulk required for the electronics associated with each light source.
  • the invention also relates to a lighting device for a motor vehicle characterized in that it comprises a light module produced according to the teachings of the invention.
  • projection optics of the light emitted by the semiconductor light source is defined as follows.
  • This projection optics creates a real, and possibly anamorphic, image of a part of the device, for example the source itself or a cover, or of an intermediate image of the source, at a very large distance (finite or infinite). in front of the dimensions of the device (a ratio of the order of at least 30, preferably 100) of the device.
  • This projection optics may consist of one or more reflectors, or one or more lenses, or one or more light guides or even a combination of these possibilities.
  • a "light guide by total internal reflection” is defined as being an optical part capable of guiding light by total internal reflection of this light, for example from a zone of entry to an exit zone. It can be a guide sheet.
  • a “guide sheet” is a guide whose thickness is small compared to its length and width. It can be curved and have a given curve. Thus the sheet has two extended faces separated by a periphery, this periphery defining a thickness of the sheet, which can be variable, for example decreasing from one end to the other. These extended faces form guide faces delimiting a zone of propagation of light rays, by internal reflection on these faces.
  • a "light guide by reflection on a reflective surface” is defined as being an optical part capable of guiding light by reflection of this light on the reflective walls forming the guide, for example from an entry zone to an exit zone.
  • a light converter or "luminophore” comprises at least one luminescent material designed to absorb at least part of at least one excitation light emitted by a light source and to convert to at least a portion of said excitation light absorbed into emission light having a wavelength different from that of the excitation light.
  • the phosphor may for example contain one or more of the phosphor compounds from the following group: Y 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ (YAG), (Sr,Ba) 2 SiO 4 :Eu 2+ , Ca x (Si,Al) 12 (O,N) 16 :Eu 2+ , CaAlSiN 3 :Eu 2+ , Ca 2 Si 5 N 8 :Eu 2+ , La 2 O 2 S:Eu 3+ , (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 :Eu 2+ , BaMgAl 10 O 17 :Eu 2+ , (Si, Al) 6 (O, N):Eu 2+ , BaMgAl 10 O 17 :Eu 2+ Mn 2+ , SrS:Eu 2+ , Sr 2 Si 5 N 8 : Eu 2+ , SrGa 2 S 4 :Eu 2+ , (Y,Gd) 3 (
  • the compounds Y 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ (YAG), (Sr,Ba) 2 SiO 4 :Eu 2+ , and Ca x (Si,Al) 12 (O,N) 16 :Eu 2+ are configured to absorb at least partly a blue-colored light and to emit yellow-colored light in response.
  • the compounds SrS:Eu 2+ , and Sr 2 Si 5 N 8 :Eu 2+ are configured to absorb at least in part blue-colored light and to emit red-colored light in response.
  • the compound (Y,Gd) 3 (Al,Ga) 5 O 12 :Ce 3+ / (Ba,Sr,Ca)Si 2 O 4 :Eu 2+ is configured to at least partly absorb blue-colored light and to emit white light in response.
  • the compounds (Si, Al) 6 (O, N):Eu 2+ , BaMgAl 10 O 17 :Eu 2+ Mn 2+ , and SrGa 2 S 4 :Eu 2+ are configured to absorb at least in part electromagnetic radiation ultraviolet and to emit green light in response.
  • the compounds (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 :Eu 2+ , and BaMgAl 10 O 17 :Eu 2+ are configured to absorb at least in part ultraviolet electromagnetic radiation and to emit in response to blue light.
  • the compounds CaAlSiN 3 :Eu 2+ , Ca 2 Si 5 N 8 :Eu 2+ , and La 2 O 2 S:Eu 3+ are configured to absorb at least in part ultraviolet electromagnetic radiation and to emit in response red colored light.
  • the lighting device 12 comprises a light module 14 which produces a pixel light beam 16 which performs a specific lighting function. This is a high beam function.
  • the light beam with pixels 16 is emitted along a substantially longitudinal emission axis "A" towards the front of the vehicle 10.
  • a vertical transverse screen 18 has been arranged at a determined longitudinal distance in front of the vehicle 10.
  • the screen 18 is here arranged 25 m from the vehicle.
  • the pixel light beam 16 illuminates a part of the screen 18 which is divided into two distinct and substantially contiguous zones 20, 22. It thus comprises a first high resolution zone 20 which is arranged in the center of the pixel light beam 16. It also has a second low resolution zone 22 which is arranged on the periphery of the pixel light beam 16, around the high resolution zone resolution 20.
  • the two zones 20, 22 are connected but they do not overlap.
  • Each zone 20, 22 is broken down into several pixels 24, 26 which are substantially contiguous.
  • Each pixel 24, 26 has the shape of a rectangle or square.
  • the pixels 24, 26 of each zone are connected to each other so that, when they are all lit, the pixel light beam 16 illuminates a determined region of the screen 18 in a substantially homogeneous manner.
  • each pixel 24, 26 can be individually controlled between an off state and an on state. When a pixel 24, 26 is turned off, the screen portion 18 corresponding to this pixel 24, 26 is no longer illuminated by the pixel light beam 16. It is thus possible to shape the pixel light beam 16 to leave selectively in shadow certain portions of the screen 18 while illuminating around these portions.
  • the high resolution area 20 has a higher resolution than the low resolution area 22. This means that the pixel density 24 of the high resolution area 20 is greater than the pixel density 26 of the low resolution area 22. This results in the fact that each pixel 24 of the high resolution zone 20 has transverse dimensions and. vertical lower than those of a pixel 26 of the low resolution zone 22.
  • each pixel 24 of the high resolution zone 20 extends over a vertical field of less than 1°, in particular 0.5° and preferably 0.3°, and over a horizontal field of less than 1°, in particular 0. .5° and preferably 0.3°.
  • each pixel 26 of the low resolution zone 22 extends over a vertical field greater than 1° and over a horizontal field greater than 1°.
  • the high resolution zone 20 extends for example transversely over a horizontal field which includes at least the interval [-4°, +4°] transversely on either side of the optical axis "A".
  • the high resolution zone 20 extends for example transversely over a vertical field which includes at least the interval [-4°, +4°] vertically on either side of the optical axis "A" .
  • all the pixels 24 of the high resolution zone 20 are identical in shape and dimensions.
  • all the pixels 26 of the low resolution zone 22 are identical in shape and dimensions.
  • the pixels of the low resolution zone have different shapes and/or dimensions.
  • the pixels of the upper end transverse line may have a rectangular shape stretched upwards, or the transverse end pixels may have a rectangular shape stretched transversely.
  • the invention proposes an optical module 14 that is simple and inexpensive to manufacture.
  • an optical module 14 that is simple and inexpensive to manufacture.
  • Each zone 20, 22 of the light beam with pixels 16 is produced by light sources and associated optical elements. We will begin by describing the elements making it possible to produce the high resolution zone 20 of the light beam with pixels 16, then we will describe the elements making it possible to produce the low resolution zone 22 of the light beam with pixels 16.
  • the optical module 14 comprises at least one matrix 28 of light-emitting diodes 30 extending orthogonally to the optical axis "A". This matrix 28 of light-emitting diodes is intended to illuminate the high-resolution zone 20 of the pixel light beam 16.
  • the light-emitting diodes 30 of the matrix 28 can be controlled individually or can be controlled individually in groups.
  • the light-emitting diodes 30 of the matrix 28 each have a light emitting surface which are all identical in shape and dimension.
  • the light emitting surfaces of two adjacent light-emitting diodes 30 are regularly spaced apart transversely by a determined transverse space and they are regularly spaced vertically by a determined vertical space. The larger of the two spaces is called “determined maximum space” and is referenced “E”.
  • the space “E” is here the same for all the adjacent light-emitting diodes 30 of the matrix 28, both in a vertical direction and in a transverse direction.
  • the space is different in the vertical direction and in the horizontal direction, the maximum space "E" being able to be defined either in the vertical direction or in the horizontal direction.
  • All the light-emitting diodes 30 of the matrix 28 are carried by a common printed circuit board.
  • the matrix 28 of light-emitting diodes 30 is a monolithic matrix, also known by the English name "monolithic leds array".
  • the dimensions light emitting surfaces of each light-emitting diode 30 are of the order of 10 to 200 micrometers.
  • the light-emitting diodes 30 are produced on the same substrate forming a single chip.
  • the matrix 28 can have a large number of rows and columns of light-emitting diodes 30, for example 32 rows by 32 columns, or even 32 rows by 96 columns.
  • a monolithic light-emitting diode matrix may for example comprise approximately 500 light-emitting diodes, preferably approximately 1000 light-emitting diodes.
  • the matrix 28 of light-emitting diodes 30 is formed by the arrangement of several distinct light-emitting diodes 30 forming individual chips.
  • the light-emitting diodes 30 are arranged on the same printed circuit board.
  • the dimensions of the light emitting surface of a light-emitting diode 30 are greater than 0.5 millimeters.
  • the number of light-emitting diodes 30 contained in the matrix is for example 2 rows by 24 columns or even 3 rows by 30 columns.
  • Such a matrix 28 comprises for example around ten light-emitting diodes 30.
  • the optical module 14 also comprises at least one intermediate optical element 32 intended to form high-resolution object pixels 34 from the light-emitting diodes 30.
  • Each optical element 32 directs the light rays emitted by a light-emitting diode 30 towards a defined area of the focal plane object P of projection optics 44 to form an associated high-resolution object pixel 34.
  • the object pixels 34 are arranged in a substantially contiguous manner to form a matrix of object pixels 34.
  • This matrix of object pixels 34 forms an image of the matrix 28 of diodes.
  • the intermediate optical element 32 associated with the matrix 28 of light-emitting diodes 30 is here formed by at least one optical assembly which projects an image of each light-emitting diode 30, each image forming a high-resolution object pixel 34.
  • each high-resolution object pixel 34 is formed by an image of a light-emitting diode 30.
  • the object pixels 34 are arranged axially in front of and at a distance from the intermediate optical element 32.
  • Such an intermediate optical element 32 can be applied to all embodiments of the invention.
  • the intermediate optical element 32 is here formed by a single converging optical assembly 32 having a single optical axis and comprising at least one lens.
  • the optical assembly is here symbolized by a converging lens 32.
  • the optical assembly 32 is common to all the light-emitting diodes 30 of the matrix 28.
  • the object focus "F" of the intermediate optical element 32 is here interposed axially between the matrix 28 of light-emitting diodes 30 and said intermediate optical element 32.
  • the axial position of the intermediate optical element 32 and its vergence are determined as a function of the size of the object pixels 34 which it is desired to obtain to produce the high resolution zone 20 of the pixel light beam 16.
  • the matrix 28 comprises very small light-emitting diodes 30, for example in the case of a monolithic matrix, it may be advantageous to enlarge the object pixels 34 in relation to the light-emitting diodes 30 of the matrix 28.
  • This makes it possible to to obtain a sufficiently large high resolution zone 20, pixels that are too small being of no interest in the context of a road or crossing light beam. This is for example a homothetic enlargement.
  • the ratio between the size of the object pixels 34 and the size of each light-emitting diode 30 of the matrix 28 is for example between 1 and 2. Given that the object pixels 34 are arranged in a substantially contiguous manner, the matrix of object pixels 34 thus obtained has dimensions greater than those of the matrix 28 of light-emitting diodes 30.
  • the matrix 28 comprises light-emitting diodes 30 of larger dimensions, for example greater than 0.5 mm
  • This makes it possible to obtain image pixels of sufficiently small dimensions to obtain a high resolution zone 20 having a sufficiently high resolution in the context of a road or crossing light beam. This is for example a homothetic reduction.
  • the ratio between the size of the object pixels 34 and the size of the light-emitting diodes 30 is for example between 0.5 and 1. Given that the object pixels 34 are arranged in a substantially contiguous manner, the matrix of object pixels 34 thus obtained has dimensions smaller than those of the matrix 28 of light-emitting diodes 30.
  • the intermediate optical element 32 associated with the matrix 28 of light-emitting diodes 30 is formed by a light guide with a cellular structure in which the light is guided by reflection on a reflective surface.
  • the high-resolution object pixel 34 is formed directly at the exit of the light guide 32, and not remotely as is the case for the embodiment comprising at least one optical assembly.
  • the high resolution object pixel 34 is formed directly by the output of the light guide and not by an image as is the case in the examples illustrated in the figures.
  • the object pixels 34 have substantially the same dimensions as the light-emitting diodes 30 of the matrix 28.
  • each pixel 26 of the low resolution zone 22 is produced a light source 36, hereinafter called "low resolution", which does not belong to the matrix 28 of light-emitting diodes 30.
  • the low-resolution light source 36 is for example formed by a light-emitting diode or by a group of light-emitting diodes controlled simultaneously. Each light-emitting diode forms a low-resolution light source 36 which is carried by a printed circuit board 46.
  • each low resolution light source 36 is spaced from adjacent light sources, including those belonging to the matrix 28, by a distance greater than the determined space "E".
  • Each low resolution light source 36 is associated with a primary optical element 38 distinct from the intermediate optical element 32.
  • the primary optical element 38 is intended to form a low-resolution object pixel in the same vertical plane as the high-resolution object pixels 34.
  • Each low-resolution object pixel is powered by one of the low-resolution light sources 36.
  • the low-resolution object pixels are arranged substantially contiguous to the matrix of high-resolution object pixels in order to form the low-resolution zone 22 after projection. This means that each low resolution object pixel is more particularly distinct from other low resolution object pixels, as well as from high resolution object pixels.
  • each primary optical element 38 is formed by a light guide 38.
  • Each light guide 38 has an entrance face 40 receiving light rays emitted by the associated low-resolution light source 36.
  • An exit face 42 of each light guide 38 is arranged substantially in the same plane than the object pixels 34 of the matrix 28.
  • Each output face 42 is intended to form a low resolution object pixel.
  • the light guide 38 is for example a light guide formed from a solid piece of transparent material which guides the light by total internal reflection.
  • each light guide 38 has a square or rectangular section.
  • the primary optical element 38 is formed by a guide sheet.
  • a guide sheet is a light guide by total internal reflection whose thickness is much less compared to its length, which extends between the entry face and the exit face, and its width.
  • Such a guide sheet can be curved and have a curve.
  • the guide sheet is limited in the thickness direction by two extended faces and in the other directions by a slice.
  • the thickness of the guide sheet can be variable, for example decreasing from the entry face to the exit face.
  • the extended faces form guide faces delimiting a zone full of propagation of light rays by total internal reflections on said extended faces.
  • the primary optical element 38 is a light guide formed by several hollow tubes forming a cellular structure which has internal reflective surfaces which guide the light.
  • the tubes open at their two ends into the inlet face and into the outlet face, respectively.
  • the primary optical element is formed by reflectors and/or collimation lenses, etc.
  • two adjacent output faces 42 are substantially contiguous so that the limit between said two low-resolution object pixels cannot be appreciably distinguished when the associated low-resolution light sources 36 are turned on.
  • the output faces 42 which are adjacent to the matrix of object pixels 34 are substantially contiguous with said matrix of object pixels 34 so that the limit between said output faces 42 and the matrix of pixels is not appreciably distinguishable. objects 34 when the associated low-resolution light sources 36 are turned on.
  • each high resolution object pixel 34 formed by each light emitting diode 30 of the matrix 28 has dimensions, both transverse and vertical, smaller than the dimensions of a low resolution object pixel, here formed by the exit face 42 of each light guide 38.
  • the optical module 14 further comprises a single common projection optics 44 which has a generally vertical transverse object focal plane "P" which is arranged longitudinally behind said projection optics 44.
  • the high resolution object pixels 34 and the low resolution object pixels are substantially arranged in the object focal plane P.
  • the high solution object pixels 34 and the low resolution object pixels are then projected by the projection optics 40 substantially to form the area of high resolution 20 and low resolution area 22 respectively.
  • the object focal plane "P" is substantially coincident with the image plane to form the high resolution zone 20 of the light beam with pixels 16.
  • the exit faces 42 of the light guides 38 are also substantially coincident with the object focal plane "P" to form the low resolution zone 22 of the pixel light beam 16.
  • the projection optics 44 forms the pixel light beam 16 by projecting the image of the high-resolution object pixel matrix 34 and the image of the output faces 42 to infinity.
  • the projection optics 44 creates a real, and possibly anamorphic, image of the output faces 42 of the light guides 38 and of the high-resolution object pixel matrix, at a distance, finite or infinite, very large compared to the dimensions of the optical module 14 , for example a ratio of the order of at least 30, preferably 100.
  • This projection optics 44 can consist of one or more reflectors, or of one or more lenses, possibly in combination with one or more guides of light or even a combination of these possibilities.
  • the projection optics 44 is formed by a converging lens.
  • the light-emitting diodes 30 of the matrix 28 emit white light.
  • the low resolution light sources 36 are light-emitting diodes which emit white light.
  • the printed circuit boards 46 carrying the low resolution light sources 36 are arranged in the same transverse vertical plane.
  • the printed circuit boards 46 carrying the low resolution light sources 36 are coplanar with the matrix 28 of light emitting diodes 30.
  • the low resolution light sources 36 can thus be arranged on the same printed circuit board as the matrix 28 of light-emitting diodes 30.
  • the largest vertical or horizontal space “E” remains less than the distance which separates each source light 36 of matrix 28.
  • the light guides 38 are shaped in such a way that the exit face 42 is arranged closer to the optical axis "A" with respect to the input face 40.
  • the output face 42 is more particularly arranged in a substantially contiguous manner with the matrix of high-resolution object pixels 34.
  • the intermediate optical element 32 is made in a single piece, made in one piece, with the adjacent light guides 38. This makes it possible to reduce the number of elements to be mounted in the optical module 14.
  • a second embodiment of the invention has been shown at Figure 4 .
  • the only difference with the first embodiment of the invention lies in the arrangement of the low resolution light sources 36.
  • the printed circuit boards 46 carrying the low-resolution light sources 36 are arranged in a plane forming an angle relative to the plane of the matrix 28 of light-emitting diodes 30.
  • the printed circuit boards 46 form an angle of 90° relative to the plane of the matrix 28.
  • the light-emitting diodes forming the low-resolution light sources 36 can thus be arranged on horizontal printed circuit boards 46 distinct from that carrying the matrix 28.
  • This arrangement makes it possible to promote the dissipation of the heat produced by the different light sources 30, 36, in particular by equipping each printed circuit board with an associated radiator.
  • the radiators being each oriented in an associated direction, their cooling, in particular by air circulation, is facilitated.
  • This arrangement also makes it possible to adapt the optical module 14 to different vehicle architectures while taking up less space vertically or transversely.
  • a third embodiment of the invention has been shown at Figure 5 .
  • the low resolution light sources 36 are arranged in a plane parallel to that of the matrix 28 but offset longitudinally towards the object plane "P" of the projection optics 44.
  • the transverse vertical printed circuit board 46 which carries the light-emitting diodes forming the low-resolution light sources 36 also serves as a mount for the intermediate optical element 32, here a converging lens.
  • the printed circuit board 46 commonly carries the low resolution light sources 36 and the intermediate optical element 32.
  • a fourth embodiment of the invention has been shown at Figure 6 .
  • This fourth embodiment concerns more particularly the intermediate optical element 32 associated with the matrix 28. It can be combined with all the other embodiments of the invention.
  • the intermediate optical element 32 comprises a plurality of optical assemblies 32A, 32B, 32C of small size which have each an optical axis associated with a light-emitting diode 30 of the matrix 28. These small optical assemblies 32A, 32B, 32C are also called microlenses.
  • the intermediate optical element 32 thus forms a matrix of microlenses 32A, 32B, 32C, each of which is associated with a light-emitting diode 30 of the matrix 28 of light-emitting diodes.
  • This configuration makes it possible to obtain object pixels 34 formed by individual images of each light-emitting diode 30 of the matrix 28.
  • the microlenses 32A, 32B, 32C are advantageously designed and arranged so that the high resolution object pixels 34 are perfectly joined.
  • This embodiment also makes it possible to individually modify the dimensions of the high-resolution object pixels 34 in relation to those of the associated light-emitting diode 30.
  • each microlens 32A, 32B, 32C is designed to horizontally stretch the high-resolution object pixel 34 relative to the associated light-emitting diode 30.
  • 34 high-resolution object pixels are joined horizontally.
  • the vertical junction between the high resolution object pixels 34 is then produced by slightly tilting the microlenses relative to each other around a transverse axis to vertically bring the high resolution object pixels 34 closer to each other. We thus obtain image pixels of rectangular shape which are contiguous.
  • each microlens is associated with a light guide which makes it possible to precisely direct the light rays of a light-emitting diode 30 towards the associated microlens 32A, 32B, 32C without illuminating the adjacent microlenses.
  • the high resolution object pixel 34 is arranged longitudinally in front of and at a distance from the microlenses 32A, 32B, 32C.
  • the intermediate optical element 32 is formed by a light guide.
  • the low resolution light sources 36 are formed by light-emitting diodes which emit white light.
  • each light-emitting diode 30 of the matrix 28 here emits monochromatic light, for example blue light. It will be understood that light-emitting diodes form incoherent sources of light, harmless to the eyes. They do not form a coherent source of light such as a laser beam.
  • the optical module 14 comprises in this case a photoluminescent element 48 sensitive to the wavelength of the monochromatic light which is arranged longitudinally in front of and at a distance from the matrix 28 of light-emitting diodes 30.
  • the photoluminescent element 48 has the shape of 'a vertical transverse plate in the direction of thickness by a rear face and by a front face.
  • the photoluminescent element is a phosphor plate 48.
  • the front face of the photoluminescent element 48 is arranged in the object focal plane "P" of the projection optics 44, in coincidence with the exit face of the light guide forming the intermediate optical element 32.
  • edges of the photoluminescent element 48 are contiguous with the exit faces 42 of the light guides 38 associated with the low resolution light sources 36 which surround it.
  • each light-emitting diode 30 thus reach an associated zone of the rear face of the photoluminescent element 48. This causes excitation of said zone of the photoluminescent element 48 which in return emits white light from its front face .
  • This zone corresponds substantially to the high-resolution object pixel 34 associated with said light-emitting diode 30.
  • monochromatic light-emitting diodes 30 for the matrix 28 makes it possible in particular to avoid the appearance of chromatic aberrations, in particular by the passage of light rays through the intermediate optical element 32 associated with the matrix 28. This advantage is all the more important as the dimension of the emitting surfaces of the light-emitting diodes 30 is reduced.
  • monochromatic light-emitting diodes 30 makes it possible to produce intermediate optical elements 32 comprising prisms without risk of chromatic aberration.
  • the photoluminescent element 48 makes it possible to slightly diffuse the light in its plane in order to reduce the space between the adjacent high-resolution object pixels 34 compared to the determined space "E" between the light-emitting diodes 30 associated on the matrix 28 so that two object pixels 34 are substantially contiguous.
  • the intermediate optical element 32 associated with the matrix 28 of light-emitting diodes 30 is no longer a light guide but an optical assembly as in the first embodiment. This makes it possible in particular to enlarge or reduce the size of the high-resolution object pixel 34 relative to the actual size of the light-emitting diodes 30 of the matrix 28, as has already been explained previously.
  • the matrix 28 of light-emitting diodes 30 is arranged in a transverse vertical plane which is offset longitudinally towards the object focal plane "P" relative to the plane of the low-resolution light sources 36.
  • the low resolution light sources 36 and the matrix 28 are carried by a common support 50.
  • the common support 50 has a front transverse vertical face which is provided with a base 52 projecting longitudinally forward to receive the matrix 28 of light-emitting diodes 30.
  • This configuration makes it possible to reduce the length of the light guide forming the intermediate optical element 32 associated with the matrix 28 of light-emitting diodes 30.
  • This arrangement makes it easier to dissipate the heat emitted by the different light sources 36, 30. It also makes it possible to adapt the architecture of the optical module 14 to different configurations.

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
  • L'invention concerne un module lumineux, notamment pour véhicule automobile, qui est destiné à projeter un faisceau lumineux à pixels réalisant une fonction déterminée selon un axe optique longitudinal, le faisceau lumineux à pixels comportant une première zone de haute résolution et une deuxième zone de basse résolution.
    • ARRIERE PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTION
  • On connaît déjà des modules lumineux de ce type. De tels modules lumineux sont aptes à produire un faisceau lumineux d'éclairage, par exemple un feu de route, divisé en pixels et dont au moins certains pixels peuvent être éteints sélectivement. Cela permet par exemple d'éclairer la route de manière optimale tout en évitant d'éblouir les usagers de la route.
  • De tels modules lumineux sont connus sous l'appellation anglaise de "pixel beam". Il est par exemple possible de diviser le faisceau lumineux global en une matrice de pixels.
  • Généralement, la résolution du faisceau lumineux, c'est-à-dire le nombre de pixels par unité de surface, demeure assez grossier. Ainsi, l'extinction d'un pixel plonge dans l'ombre une portion de route qui est souvent bien plus large que nécessaire pour éviter d'éblouir un usager de la route.
  • Ceci est plus particulièrement gênant lorsque le pixel éteint est situé vers le centre du faisceau lumineux car le conducteur du véhicule n'est plus en mesure de voir correctement la route.
  • Au contraire, sur les côtés du faisceau, l'extinction d'un pixel est moins gênante puisqu'elle plonge dans l'obscurité des régions périphériques de la route.
  • Il est déjà connu de réaliser des faisceaux lumineux à pixels présentant des pixels d'extrémités latérales plus larges. Ceci permet notamment d'éclairer correctement les bords de la route tout en limitant le coût de fabrication du module optique.
  • Néanmoins, un tel mode de réalisation ne permet pas d'améliorer la résolution au centre du faisceau lumineux. Or il serait avantageux d'obtenir un faisceau lumineux à pixels présentant une résolution plus élevée en son centre, c'est-à-dire dans la zone qui éclaire directement la voie empruntée par le véhicule, tout en conservant une résolution plus grossière à la périphérie du faisceau lumineux.
  • Un tel module optique comporte généralement une matrice de diodes électroluminescentes qui est associée à une matrice de guides de lumière. Chaque guide de lumière est un élément plein qui guide la lumière par réflexions internes totales jusqu'à une face de sortie. Chaque guide de lumière est associé à une diode électroluminescente pour réaliser un pixel objet en face de sortie. Cette solution permet notamment d'agencer les faces de sortie des guides de lumière suffisamment proches les unes des autres pour former un faisceau lumineux homogène.
  • Les documents EP 2 893 249 B1 et DE 10 2008 013 604 B4 divulguent des exemples d'un tel module optique. Dans ces exemples, chaque diode électroluminescente est associée à un guide de lumière. La face de sortie du guide de lumière est située au niveau du plan focal objet d'une optique de projection. Certains guides lumière présentent les faces de sorties plus larges que celles des autres guides lumière. Ainsi, le faisceau projeté par le module optique comprend une zone à basse résolution (l'image projetée des faces de sortie plus larges) et une zone à haute résolution (l'image projetée des faces de sortie plus petites).
  • Cependant cette solution connue ne permet pas d'obtenir une résolution très élevée. En effet, la fabrication d'une matrice de guides de lumière présentant une résolution élevée en son centre présente de nombreuses difficultés techniques. Même s'il était possible de réaliser une telle matrice de guides de lumière, le coût de fabrication en serait trop élevé pour une utilisation industrielle.
  • On connaît aussi les matrices monolithiques de diodes électroluminescentes qui permettent de réaliser des matrices de diodes électroluminescentes de très petites tailles et espacées d'une distance très faible les unes des autres. On entend par matrice monolithique une source électroluminescente comprenant une pluralité d'éléments électroluminescents ou diodes électroluminescentes c'est-à-dire utilisant l'électroluminescence, phénomène optique et électrique durant lequel un matériau émet de la lumière en réponse à un courant électrique qui le traverse, ou à un fort champ électrique. Les éléments électroluminescents sont crûs depuis un substrat commun et sont connectés électriquement de manière à être activables sélectivement, individuellement ou par sous-ensemble d'éléments électroluminescents, également appelés pixel. Le substrat peut être majoritairement en matériau semi-conducteur. Le substrat peut comporter un ou plusieurs autres matériaux, par exemple non semi-conducteurs. La configuration d'une telle source monolithique permettant l'agencement de pixels activables sélectivement très proches les uns des autres, par rapport aux diodes électroluminescentes classiques destinées à être soudés sur des plaques de circuits imprimés. La matrice monolithique comporte des éléments électroluminescents dont une dimension principale d'allongement, à savoir la hauteur, est sensiblement perpendiculaire au substrat commun, cette hauteur étant au moins égale au micromètre et n'étant pas supérieure au millimètre.
  • Cependant, il n'est pas financièrement avantageux de réaliser la totalité d'un faisceau lumineux en utilisant une matrice monolithique de diodes électroluminescentes. Une telle matrice serait très onéreuse.
  • On a déjà proposé de réaliser un tel faisceau lumineux présentant une résolution plus élevée en son centre en utilisant une plaque de luminophore agencée au centre d'une matrice de guides de lumière. Dans cette solution connue, la plaque de phosphore est balayée par un faisceau laser qui permet d'éclairer sélectivement des portions très réduites de la plaque de luminophore. Chacune de ces portions forme ainsi un pixel objet haute résolution de dimensions très inférieures à celle d'un pixel objet basse résolution formé par un guide de lumière.
  • Il est ainsi possible de réaliser un faisceau lumineux à pixels présentant une zone de basse résolution à sa périphérie, éclairée par les guides de lumière, et une zone de haute résolution en son centre, éclairée par le luminophore activé par le laser.
  • Cependant, une telle solution pose des problèmes de sécurité. En effet, en cas de dysfonctionnement du laser, le faisceau laser risque d'être émis directement vers l'extérieur. Or, un tel faisceau laser est généralement nocif, notamment lorsqu'il est dirigé directement vers les yeux.
  • En outre, et à cause de ce problème de sécurité, un tel module optique doit comporter des systèmes de sécurité onéreux.
    • BREF RESUME DE L'INVENTION
  • La présente invention propose un module lumineux, notamment pour véhicule automobile, qui est proposé selon la revendication 1. La particularité de l'invention réside dans le fait que l'élément optique intermédiaire associé à la matrice de diodes électroluminescentes est formé par un ensemble optique convergent comportant au moins une lentille, ledit élément optique projetant une image de chaque diode électroluminescente, chaque image formant un pixel objet haute résolution et les pixels objets haute résolution étant agencés de manière jointive pour former ladite matrice de pixels objets haute résolution.
  • Cet agencement permet d'obtenir un faisceau lumineux à pixels présentant une zone de haute résolution et une zone de basse résolution en utilisant une optique de projection commune pour les deux zones. Le faisceau obtenu est particulièrement homogène malgré l'encombrement nécessaire à l'électronique associé à chaque source lumineuse.
  • Sauf indications contraires, selon d'autres caractéristiques de l'invention :
    • des diodes électroluminescentes adjacentes appartenant à la matrice sont écartées d'un espace déterminé, la source lumineuse de basse résolution adjacente à la matrice étant écartée de la matrice de diodes électroluminescentes d'une distance supérieure audit espace déterminé ;
    • chaque source lumineuse est portée par une carte à circuits imprimés qui est agencée parallèlement au plan de la matrice de diodes électroluminescentes ;
    • chaque source lumineuse est portée par une carte à circuits imprimés qui est agencée dans un plan formant un angle par rapport au plan de la matrice de diodes électroluminescentes, notamment un angle de 90° ;
    • selon un mode de réalisation non couvert par l'invention, l'élément optique intermédiaire associé à la matrice de diodes électroluminescentes est formé par un guide de lumière à structure alvéolaire dans lequel la lumière est guidée par réflexion sur surface réfléchissante jusqu'à une face de sortie agencée dans le plan focal objet de la lentille de projection, la face de sortie formant le pixel objet ;
    • l'élément optique intermédiaire est formé par un unique ensemble optique présentant un unique axe optique qui est commun à toutes les diodes électroluminescentes de la matrice ;
    • l'élément optique intermédiaire comporte une pluralité d'ensembles optiques qui présentent chacun un axe optique associé à une diode électroluminescente de la matrice ;
    • le foyer objet de la lentille convergente formant élément optique associé à la matrice de diodes électroluminescentes est interposé axialement entre la matrice de diodes électroluminescentes et ledit élément optique ;
    • la matrice de diodes électroluminescentes est une matrice monolithique qui comporte par exemple environ 500 diodes électroluminescentes, de préférence environ 1000 diodes électroluminescentes ;
    • chaque pixel objet est agrandi par rapport à la diode électroluminescente associée de la matrice ;
    • la matrice de diodes électroluminescentes est formée par l'agencement de plusieurs diodes électroluminescentes distinctes sur une même carte à circuits imprimés, par exemple une dizaine de diodes électroluminescentes ;
    • chaque pixel objet haute résolution est réduit par rapport à la diode électroluminescente associée de la matrice ;
    • le guide de lumière associé à chaque source lumineuse de basse résolution est un guide de lumière formé d'une pièce pleine en matériau transparent qui guide la lumière par réflexion interne totale ;
    • le guide de lumière associé à chaque source lumineuse de basse résolution est un guide de lumière formé par une structure alvéolaire qui comporte des surfaces internes réfléchissantes qui guident la lumière ;
    • chaque diode électroluminescente de la matrice émet de la lumière blanche ;
    • chaque diode électroluminescente de la matrice émet de la lumière monochromatique qui est guidée par l'élément optique intermédiaire jusqu'à un élément photoluminescent qui est agencé dans le plan focal objet de l'optique de projection pour former un pixel objet haute résolution associé ;
    • l'élément photoluminescent est une plaque de luminophore ;
    • au moins un élément optique primaire est formé par un guide de lumière qui présente :
      • -- une face d'entrée recevant des rayons lumineux émis par une source lumineuse de basse résolution associée qui est distincte de la matrice de diodes électroluminescentes ;
      • -- une face de sortie formant un pixel objet basse résolution qui est agencée sensiblement dans le plan focal objet de l'optique de projection et qui est jointive avec les pixels objets de la matrice de diodes électroluminescentes.
  • L'invention concerne aussi un dispositif d'éclairage pour un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un module lumineux réalisé selon les enseignements de l'invention.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique de côté qui représente un véhicule automobile équipé d'un module optique réalisé selon les enseignements de l'invention qui émet un faisceau lumineux à pixels ;
    • la figure 2 est une vue de face qui représente un écran éclairé par le faisceau lumineux à pixels émis par le module optique de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue de côté qui représente le module optique réalisé selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 4 est une vue de côté qui représente le module optique réalisé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 5 est une vue de côté qui représente le module optique réalisé selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 6 est une vue de côté qui représente le module optique réalisé selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 7 est une vue de côté qui représente le module optique réalisé selon un mode de réalisation non couvert par l'invention ;
    • la figure 8 est une vue de côté qui représente le module optique réalisé selon un sixième mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 9 est une vue de côté qui représente le module optique réalisé selon un mode de réalisation non couvert par l'invention ;
    • la figure 10 est une vue de côté qui représente le module optique réalisé selon un mode de réalisation non couvert par l'invention.
    DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES
  • Dans la suite de la description, on adoptera à titre non limitatif des orientations longitudinale, orientée d'arrière en avant selon le sens de déplacement normal du véhicule, verticale, orientée de bas en haut, et transversale, orientée de gauche à droite indiquées par le trièdre "L,V,T" des figures.
  • Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par une même référence.
  • Dans la suite de la description et dans les revendications, une "optique de projection" de la lumière émise par la source de lumière à semi-conducteur est définie de la manière suivante. Cette optique de projection crée une image réelle, et éventuellement anamorphosée, d'une partie du dispositif, par exemple la source elle-même ou un cache, ou d'une image intermédiaire de la source, à distance (finie ou infinie) très grande devant les dimensions du dispositif (d'un rapport de l'ordre d'au moins 30, de préférence 100) du dispositif. Cette optique de projection peut consister en un ou plusieurs réflecteurs, ou bien en une ou plusieurs lentilles, ou un ou plusieurs guides de lumière ou encore en une combinaison de ces possibilités.
  • Dans la suite de la description et dans les revendications, un "guide de lumière par réflexion interne totale" est défini comme étant une pièce optique apte à guider de la lumière par réflexion interne totale de cette lumière, par exemple d'une zone d'entrée à une zone de sortie. Il peut être une nappe de guidage.
  • Dans la suite de la description et dans les revendications, une "nappe de guidage" est un guide dont l'épaisseur est faible au regard de sa longueur et de sa largeur. Elle peut être incurvée et présenter un galbe donné. Ainsi la nappe présente deux faces étendues séparées par un pourtour, ce pourtour définissant une épaisseur de la nappe, qui peut être variable, par exemple diminuant d'une extrémité à l'autre. Ces faces étendues forment des faces de guidage délimitant une zone de propagation des rayons lumineux, par réflexion interne sur ces faces.
  • Dans la suite de la description et dans les revendications, un "guide de lumière par réflexion sur surface réfléchissante" est défini comme étant une pièce optique apte à guider de la lumière par réflexion de cette lumière sur les parois réfléchissante formant le guide, par exemple d'une zone d'entrée à une zone de sortie.
  • Dans la suite de la description et dans les revendications, un convertisseur de lumière ou "luminophore" comprend au moins un matériau luminescent conçu pour absorber au moins une partie d'au moins une lumière d'excitation émise par une source lumineuse et pour convertir au moins une partie de ladite lumière d'excitation absorbée en une lumière d'émission ayant une longueur d'onde différente de celle de la lumière d'excitation. Le luminophore peut par exemple contenir un ou plusieurs des composés luminophores du groupe suivant : Y3Al5O12:Ce3+ (YAG), (Sr,Ba)2SiO4:Eu2+, Cax(Si,Al)12(O,N)16:Eu2+, CaAlSiN3:Eu2+, Ca2Si5N8:Eu2+, La2O2S:Eu3+, (Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+, BaMgAl10O17:Eu2+, (Si, Al)6 (O, N):Eu2+, BaMgAl10O17:Eu2+Mn2+, SrS:Eu2+, Sr2Si5N8:Eu2+, SrGa2S4:Eu2+, (Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce3+ / (Ba,Sr,Ca)Si2O4:Eu2+. Les composés Y3Al5O12:Ce3+ (YAG), (Sr,Ba)2SiO4:Eu2+, et Cax(Si,Al)12(O,N)16:Eu2+ sont configurés pour absorber au moins en partie une lumière de couleur bleue et pour émettre en réponse de la lumière de couleur jaune. Les composés SrS:Eu2+, et Sr2Si5N8:Eu2+ sont configurés pour absorber au moins en partie une lumière de couleur bleue et pour émettre en réponse de la lumière de couleur rouge. Le composé (Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce3+ / (Ba,Sr,Ca)Si2O4:Eu2+ est configuré pour absorber au moins en partie une lumière de couleur bleue et pour émettre en réponse de la lumière blanche. Les composés (Si, Al)6 (O, N):Eu2+, BaMgAl10O17:Eu2+Mn2+, et SrGa2S4:Eu2+ sont configurés pour absorber au moins en partie un rayonnement électromagnétique ultra-violet et pour émettre en réponse de la lumière de couleur verte. Les composés (Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+, et BaMgAl10O17:Eu2+ sont configurés pour absorber au moins en partie un rayonnement électromagnétique ultra-violet et pour émettre en réponse de la lumière de couleur bleue. Les composés CaAlSiN3:Eu2+, Ca2Si5N8:Eu2+, et La2O2S:Eu3+ sont configurés pour absorber au moins en partie un rayonnement électromagnétique ultra-violet et pour émettre en réponse de la lumière de couleur rouge.
  • On a représenté à la figure 1 un véhicule automobile 10 équipé d'un dispositif d'éclairage 12. Le dispositif d'éclairage 12 comporte un module lumineux 14 qui produit un faisceau lumineux à pixels 16 qui réalise une fonction d'éclairage déterminée. Il s'agit ici d'une fonction de feu de route. Le faisceau lumineux à pixels 16 est émis selon un axe "A" d'émission sensiblement longitudinal vers l'avant du véhicule 10.
  • Pour les besoins de la description, on a agencé un écran 18 transversal vertical agencé à une distance longitudinale déterminée en avant du véhicule 10. L'écran 18 est ici agencé à 25 m du véhicule.
  • On a représenté à la figure 2 les zones de l'écran 18 qui sont éclairées par le faisceau lumineux à pixels 16.
  • On a tracé sur l'écran 18 un axe transversal "H" et un axe vertical "V" concourants au niveau de l'axe "A" d'émission du faisceau lumineux à pixels 16. Les axes "H" et "V" sont gradués en degré d'ouverture du faisceau lumineux.
  • Le faisceau lumineux à pixels 16 éclaire une partie de l'écran 18 qui est divisée en deux zones 20, 22 distinctes et sensiblement jointives. Il comporte ainsi une première zone de haute résolution 20 qui est agencée au centre du faisceau lumineux à pixels 16. Il présente aussi une deuxième zone de basse résolution 22 qui est agencée en périphérie du faisceau lumineux à pixels 16, autour de la zone de haute résolution 20. Les deux zones 20, 22 sont connexes mais elles ne se chevauchent pas.
  • Chaque zone 20, 22 est décomposée en plusieurs pixels 24, 26 sensiblement jointifs. Chaque pixel 24, 26 présente une forme de rectangle ou de carré. Les pixels 24, 26 de chaque zones sont connexes les uns aux autres de manière que, lorsqu'ils sont tous allumés, le faisceau lumineux à pixels 16 éclaire de manière sensiblement homogène une région déterminée de l'écran 18. En outre, chaque pixel 24, 26 est susceptible d'être commandé individuellement entre un état éteint et un état allumé. Lorsqu'un pixel 24, 26 est éteint, la portion d'écran 18 correspondant à ce pixel 24, 26 n'est plus éclairée par le faisceau lumineux à pixels 16. Il est ainsi possible de modeler le faisceau lumineux à pixels 16 pour laisser sélectivement dans l'ombre certaines portions de l'écran 18 tout en éclairant autour de ces portions.
  • La zone de haute résolution 20 présente une résolution supérieure à celle de la zone de basse résolution 22. Cela signifie que la densité de pixels 24 de la zone de haute résolution 20 est supérieure à la densité de pixels 26 de la zone de basse résolution 22. Cela se traduit par le fait que chaque pixel 24 de la zone de haute résolution 20 présente des dimensions transversale et verticale inférieures à celles d'un pixel 26 de la zone à basse résolution 22.
  • Par exemple, chaque pixel 24 de la zone de haute résolution 20 s'étend sur un champ vertical inférieur à 1°, notamment 0,5° et de préférence 0,3°, et sur un champ horizontal inférieur à 1°, notamment 0,5° et de préférence 0,3°. De manière complémentaire, chaque pixel 26 de la zone de basse résolution 22 s'étend sur un champ vertical supérieur à 1° et sur un champ horizontal supérieur à 1 °.
  • La zone de haute résolution 20 s'étend par exemple transversalement sur un champ horizontal qui comprend au moins l'intervalle [-4°, +4°] transversalement de part et d'autre de l'axe optique "A".
  • De même, la zone de haute résolution 20 s'étend par exemple transversalement sur un champ vertical qui comprend au moins l'intervalle [-4°, +4°] verticalement de part et d'autre de l'axe optique "A".
  • Dans l'exemple représenté à la figure 2, tous les pixels 24 de la zone de haute résolution 20 sont identiques en forme et en dimensions.
  • De même tous les pixels 26 de la zone de basse résolution 22 sont identiques en forme et en dimensions.
  • En variante non représentée de l'invention, les pixels de la zone de basse résolution présentent des formes et/ou des dimensions différentes. Par exemple, les pixels de la ligne transversale d'extrémité supérieure peuvent présenter une forme rectangulaire étirée vers le haut, ou encore les pixels d'extrémité transversale peuvent présenter une forme rectangulaire étirée transversalement.
  • Pour réaliser un tel faisceau lumineux à pixels 16, l'invention propose un module optique 14 simple et peu onéreux à fabriquer. Plusieurs modes de réalisation d'un tel module optique 14 sont représentés aux figures 3 et suivantes.
  • Chaque zone 20, 22 du faisceau lumineux à pixels 16 est réalisé par des sources lumineuses et des éléments optiques associés. On commencera par décrire les éléments permettant de réaliser la zone de haute résolution 20 du faisceau lumineux à pixels 16, puis on décrira les éléments permettant de réaliser la zone de basse résolution 22 du faisceau lumineux à pixels 16.
  • Le module optique 14 comporte au moins une matrice 28 de diodes électroluminescentes 30 s'étendant orthogonalement à l'axe optique "A". Cette matrice 28 de diodes électroluminescentes est destinée à éclairer la zone de haute résolution 20 du faisceau lumineux à pixels 16. Les diodes électroluminescentes 30 de la matrice 28 sont susceptibles d'être commandées individuellement ou sont susceptibles d'être commandées individuellement en groupes.
  • Les diodes électroluminescentes 30 de la matrice 28 présentent chacune une surface d'émission de la lumière qui sont toutes identiques en forme et en dimension. Les surfaces d'émission de la lumière de deux diodes électroluminescentes 30 adjacentes sont régulièrement écartées transversalement d'un espace transversal déterminé et elles sont régulièrement espacées verticalement d'un espace vertical déterminé. Le plus grand des deux espaces est dit "espace maximal déterminé" et il est référencé "E". L'espace "E" est ici le même pour toutes les diodes électroluminescentes 30 adjacentes de la matrice 28, aussi bien dans une direction verticale que dans une direction transversale.
  • En variante non représentée de l'invention, l'espace est différent selon la direction verticale et selon la direction horizontale, l'espace maximal "E" pouvant être défini soit selon la direction verticale, soit selon la direction horizontale.
  • Toutes les diodes électroluminescentes 30 de la matrice 28 sont portées par une carte à circuit imprimé commune.
  • La matrice 28 de diodes électroluminescentes 30 est une matrice monolithique, aussi connue sous l'appellation anglaise "monolithic leds array". Dans une telle matrice 28, les dimensions des surfaces d'émission de lumière de chaque diode électroluminescente 30 sont de l'ordre de 10 à 200 micromètres. Les diodes électroluminescentes 30 sont réalisées sur un même substrat formant une unique puce. Dans ce cas, la matrice 28 peut présenter un nombre important de rangées et de colonnes de diodes électroluminescentes 30, par exemple 32 rangées sur 32 colonnes, ou encore 32 rangées sur 96 colonnes. Une matrice de diodes électroluminescentes monolithique pourra par exemple comporter environ 500 diodes électroluminescentes, de préférence environ 1000 diodes électroluminescentes.
  • En variante, la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30 est formée par l'agencement de plusieurs diodes électroluminescentes 30 distinctes formant des puces individuelles. Les diodes électroluminescentes 30 sont agencées sur une même carte à circuits imprimés. Dans ce cas, les dimensions de la surface d'émission de lumière d'une diode électroluminescente 30 sont supérieures à 0,5 millimètre. Dans ce cas, le nombre de diodes électroluminescentes 30 contenues dans la matrice est par exemple de 2 rangées sur 24 colonnes ou encore 3 rangées sur 30 colonnes. Une telle matrice 28 comporte par exemple une dizaine de diodes électroluminescentes 30.
  • Le module optique 14 comporte aussi au moins un élément optique 32 intermédiaire destiné à former des pixels objets 34 haute résolution à partir des diodes électroluminescentes 30. Chaque élément optique 32 oriente les rayons lumineux émis par une diode électroluminescente 30 vers une zone définie du plan focal objet P d'une optique de projection 44 pour former un pixel objet 34 haute résolution associé.
  • Les pixels objets 34 sont agencés de manière sensiblement jointive pour former une matrice de pixels objets 34. Cette matrice de pixels objets 34 forme une image de la matrice 28 de diodes.
  • Comme cela est par exemple illustré aux figures 3 à 5, l'élément optique 32 intermédiaire associé avec la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30 est ici formé par au moins un ensemble optique qui projette une image de chaque diode électroluminescente 30, chaque image formant un pixel objet 34 haute résolution. Ainsi, dans ce mode de réalisation de l'invention, chaque pixel objet 34 haute résolution est formé par une image d'une diode électroluminescente 30.
  • Les pixels objets 34 sont agencés axialement en avant et à distance de l'élément optique 32 intermédiaire. Un tel élément optique 32 intermédiaire est susceptible d'être appliqué à tous les modes de réalisation de l'invention.
  • L'élément optique 32 intermédiaire est ici formé par un unique ensemble optique 32 convergent présentant un unique axe optique et comportant au moins une lentille. L'ensemble optique est ici symbolisé par une lentille convergente 32. L'ensemble optique 32 est commun à toutes les diodes électroluminescentes 30 de la matrice 28.
  • Le foyer objet "F" de l'élément optique intermédiaire 32 est ici interposé axialement entre la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30 et ledit élément optique intermédiaire 32.
  • La position axiale l'élément optique intermédiaire 32 et sa vergence sont déterminées en fonction de la taille des pixels objets 34 qu'on souhaite obtenir pour réaliser la zone de haute résolution 20 du faisceau lumineux à pixels 16.
  • Lorsque la matrice 28 comporte des diodes électroluminescentes 30 de très faible dimension, par exemple dans le cas d'une matrice monolithique, il peut être intéressant d'agrandir les pixels objets 34 par rapport aux diodes électroluminescentes 30 de la matrice 28. Ceci permet d'obtenir une zone de haute résolution 20 suffisamment étendue, des pixels trop petits étant sans intérêt dans le cadre d'un faisceau lumineux de route ou de croisement. Il s'agit par exemple d'un agrandissement homothétique. Le rapport entre la taille des pixels objets 34 et la taille de chaque diode électroluminescente 30 de la matrice 28 est par exemple compris entre 1 et 2. Etant donné que les pixels objets 34 sont agencés de manière sensiblement jointive, la matrice de pixels objets 34 ainsi obtenue présente des dimensions supérieures à celles de la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30.
  • Lorsque la matrice 28 comporte des diodes électroluminescentes 30 de dimensions plus élevées, par exemple supérieures à 0,5 mm, il peut être intéressant de réduire la taille des pixels objets 34 par rapport à chaque diode électroluminescente 30 de la matrice 28. Ceci permet d'obtenir des pixels images suffisamment de dimensions suffisamment petite pour obtenir une zone de haute résolution 20 présentant une résolution suffisamment élevée dans le cadre d'un faisceau lumineux de route ou de croisement. Il s'agit par exemple d'une réduction homothétique. Le rapport entre la taille des pixels objets 34 et la taille des diodes électroluminescentes 30 est par exemple compris entre 0,5 et 1. Etant donné que les pixels objets 34 sont agencés de manière sensiblement jointive, la matrice de pixels objets 34 ainsi obtenue présente des dimensions inférieures à celles de la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30.
  • Selon un mode de réalisation non couvert par l'invention et représenté par exemple à la figure 7, l'élément optique 32 intermédiaire associé avec la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30 est formé par un guide de lumière à structure alvéolaire dans lequel la lumière est guidée par réflexion sur surface réfléchissante. Dans ce cas, le pixel objet 34 haute résolution est formé directement à la sortie du guide de lumière 32, et non à distance comme c'est le cas pour le mode de réalisation comportant au moins un ensemble optique. Ainsi, dans ce mode de réalisation, le pixel objet 34 haute résolution est formé par directement par la sortie du guide de lumière et non par une image comme c'est le cas dans les exemples illustrés aux figures. Dans ce mode de réalisation, les pixels objets 34 présentent sensiblement les mêmes dimensions que les diodes électroluminescentes 30 de la matrice 28.
  • On s'intéresse à présent aux moyens de réalisation de la zone de basse résolution 22. Chaque pixel 26 de la zone de basse résolution 22 est produit une source lumineuse 36, dite par la suite "de basse résolution", qui n'appartient pas à la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30. La source lumineuse 36 de basse résolution est par exemple formée par une diode électroluminescente ou par un groupe de diodes électroluminescentes commandées simultanément. Chaque diode électroluminescente forme une source lumineuse de basse résolution 36 qui est portée par une carte à circuits imprimés 46.
  • De manière générale, chaque source lumineuse 36 de basse résolution est écartée des sources lumineuses adjacentes, y compris appartenant à la matrice 28, d'une distance supérieure à l'espace "E" déterminé.
  • Chaque source lumineuse 36 de basse résolution est associée à un élément optique primaire 38 distinct de l'élément optique 32 intermédiaire. L'élément optique primaire 38 est destiné à former un pixel objet basse résolution dans le même plan vertical que les pixels objets 34 haute résolution. Chaque pixel objet basse résolution est alimenté une des sources lumineuses 36 de basse résolution.
  • Les pixels objets basse résolution sont agencés de manière sensiblement jointive à la matrice de pixels objets haute résolution afin de former la zone de basse résolution 22 après projection. Cela signifie que chaque pixel objet basse résolution est plus particulièrement distinct des autres pixels objets basse résolution, aussi bien que des pixels objets 34 haute résolution.
  • Dans les modes de réalisation représentés aux figures, chaque élément optique primaire 38 est formé par un guide de lumière 38. Chaque guide de lumière 38 présente une face d'entrée 40 recevant des rayons lumineux émis par la source lumineuse 36 de basse résolution associée. Une face de sortie 42 de chaque guide de lumière 38 est agencée sensiblement dans le même plan que les pixels objets 34 de la matrice 28. Chaque face de sortie 42 est destinée à former un pixel objet basse résolution.
  • Le guide de lumière 38 est par exemple un guide de lumière formé d'une pièce pleine en matériau transparent qui guide la lumière par réflexion interne totale. Dans les exemples représentés aux figures, chaque guide de lumière 38 présente une section de forme carré ou rectangulaire.
  • En variante non représentée de l'invention, l'élément optique primaire 38 est formé par une nappe de guidage. Une nappe de guidage est un guide de lumière par réflexion interne totale dont l'épaisseur est très inférieure au regard de sa longueur, qui s'étend entre la face d'entrée et la face de sortie, et de sa largeur. Une telle nappe de guidage peut être incurvée et présenter un galbe. Ainsi, la nappe de guidage est limitée dans le sens de l'épaisseur par deux faces étendues et dans les autres directions par une tranche. L'épaisseur de la nappe de guidage peut être variable, par exemple diminuant de la face d'entrée à la face de sortie. Les faces étendues forment des faces de guidage délimitant une zone pleine de propagation des rayons lumineux par réflexions internes totales sur lesdites faces étendues.
  • Selon une autre variante de l'invention, l'élément optique primaire 38 est un guide de lumière formé par plusieurs tubes creux formant une structure alvéolaire qui comporte des surfaces internes réfléchissantes qui guident la lumière. Les tubes sont débouchent à leurs deux extrémités dans la face d'entrée et dans la face de sortie, respectivement.
  • Selon encore une autre variante de l'invention, l'élément optique primaire est formé par des réflecteurs et/ou des lentilles de collimation, etc.
  • Dans le cadre de l'invention, deux faces de sortie 42 adjacentes sont sensiblement jointives de manière qu'on ne distingue pas sensiblement la limite entre lesdits deux pixels objets basse résolution lorsque les sources lumineuses 36 de basse résolution associées sont allumées.
  • De même, les faces de sortie 42 qui sont adjacentes à la matrice de pixels objets 34 sont sensiblement jointives avec ladite matrice de pixels objets 34 de manière qu'on ne distingue pas sensiblement la limite entre lesdites faces de sortie 42 et la matrice de pixels objets 34 lorsque les sources lumineuses 36 de basse résolution associées sont allumées.
  • Dans les deux paragraphes précédents, le terme "sensiblement jointive" signifie que la distance qui sépare deux faces lumineuses est inférieure ou égale à l'espace "E" maximal déterminé entre deux diodes électroluminescentes 30 de la matrice 28.Pour permettre de réaliser le faisceau lumineux à pixels 16 présentant une zone de haute résolution 20 et une zone de basse résolution 22, chaque pixel objet 34 haute résolution formé par chaque diode électroluminescente 30 de la matrice 28 présente des dimensions, aussi bien transversale que verticale, inférieures aux dimensions d'un pixel objet basse résolution, ici formé par la face de sortie 42 de chaque guide de lumière 38.
  • Le module optique 14 comporte en outre une unique optique de projection 44 commune qui présente un plan focal objet "P" globalement vertical transversal qui est agencée longitudinalement en arrière ladite optique de projection 44.
  • Les pixels objets haute résolution 34 et les pixels objets basse résolution sont sensiblement agencés dans le plan focal objet P. Les pixels objets 34 haute solution et les pixels objets basse résolution sont ensuite projetés par l'optique de projection 40 sensiblement pour former la zone de haute résolution 20 et la zone basse résolution 22 respectivement.
  • Ainsi, le plan focal objet "P" est sensiblement confondu avec le plan image pour former la zone de haute résolution 20 du faisceau lumineux à pixels 16. En outre, les faces de sortie 42 des guides de lumière 38 sont aussi sensiblement confondues avec le plan focal objet "P" pour former la zone de basse résolution 22 du faisceau lumineux à pixels 16.
  • Ainsi, l'optique de projection 44 forme le faisceau lumineux à pixels 16 en projetant l'image de la matrice de pixels objets 34 haute résolution et l'image des faces de sortie 42 à l'infini.
  • L'optique de projection 44 crée une image réelle, et éventuellement anamorphosée des faces de sortie 42 des guides de lumière 38 et de la matrice de pixels objets haute résolution, à distance, finie ou infinie, très grande devant les dimensions du module optique 14, par exemple d'un rapport de l'ordre d'au moins 30, de préférence 100. Cette optique de projection 44 peut consister en un ou plusieurs réflecteurs, ou bien en une ou plusieurs lentilles, éventuellement en combinaison avec un ou plusieurs guides de lumière ou encore en une combinaison de ces possibilités. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 3 et suivantes, l'optique de projection 44 est formée par une lentille convergente.
  • Par la suite, différents mode de réalisation de l'invention seront décrits plus en détails en référence aux figures.
  • On a représenté un premier mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 3.
  • Dans ce premier mode de réalisation, les diodes électroluminescentes 30 de la matrice 28 émettent de la lumière blanche. De même, les sources lumineuses 36 de basse résolution sont des diodes électroluminescentes qui émettent de la lumière blanche.
  • Dans ce premier mode de réalisation, les cartes à circuits imprimés 46 portant les sources lumineuses 36 de basse résolution sont agencées dans un même plan vertical transversal.
  • Dans l'exemple représenté à la figure 3, les cartes à circuits imprimés 46 portant les sources lumineuses 36 de basse résolution sont coplanaires avec la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30. Dans cette configuration, les sources de lumière 36 de basse résolution peuvent ainsi être agencées sur la même carte à circuits imprimés que la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30.
  • Certaines contraintes matérielles, notamment concernant la connexion des sources lumineuses 36 de basse résolution avec la carte à circuits imprimés, imposent que les sources lumineuses 36 soient décalées verticalement et/ou transversalement de la matrice 28 d'une distance supérieure à l'espace "E" déterminé. En outre, si toutes les sources lumineuses étaient trop proches les unes des autres, il serait compliqué, voire impossible, de dissiper la chaleur produite. L'élévation de température risquerait alors d'endommager certains éléments électroniques et/ou optiques.
  • Dans une variante non représentée de l'invention dans laquelle l'espace "E" est différent selon la direction verticale et selon la direction horizontale, l'espace "E" vertical ou horizontal le plus grand demeure inférieur à la distance qui sépare chaque source lumineuse 36 de la matrice 28.
  • Pour permettre d'obtenir néanmoins un faisceau lumineux à pixels 16 homogène dans lequel les pixels sont jointifs, les guides de lumière 38 sont conformés de manière que la face de sortie 42 est agencée plus proche de l'axe optique "A" par rapport à la face d'entrée 40. La face de sortie 42 est plus particulièrement agencée de manière sensiblement jointive avec la matrice de pixels objets 34 haute résolution.
  • Selon une variante non représentée de l'invention, l'élément optique 32 intermédiaire est réalisé en une seule pièce, venu de matière, avec les guides de lumière 38 adjacents. Ceci permet de réduire le nombre d'éléments à monter dans le module optique 14.
  • On a représenté un deuxième mode de réalisation de l'invention à la figure 4. La seule différence avec le premier mode de réalisation de l'invention réside dans l'agencement des sources lumineuses 36 de basse résolution.
  • Dans ce deuxième mode de réalisation de l'invention, les cartes à circuits imprimés 46 portant les sources de lumière 36 de basse résolution sont agencées dans un plan formant un angle par rapport au plan de la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30. Par exemple les cartes à circuits imprimés 46 forment un angle de 90° par rapport au plan de la matrice 28. Ainsi, les faces d'entrée 40 des deux guides de lumière 38 supérieurs sont orientées verticalement vers le haut, tandis que la face d'entrée 40 du guide de lumière 38 inférieure est orientée verticalement vers le bas.
  • Les diodes électroluminescentes formant les sources lumineuses 36 de basse résolution peuvent ainsi être agencées sur des cartes à circuits imprimées 46 horizontales distinctes de celle portant la matrice 28.
  • Cet agencement permet de favoriser la dissipation de la chaleur produite par les différentes sources lumineuses 30, 36, notamment en équipant chaque carte à circuits imprimés d'un radiateur associé. Les radiateurs étant orientés chacun dans une direction associée, leur refroidissement, notamment par circulation d'air, est facilité.
  • Cet agencement permet aussi d'adapter le module optique 14 à différentes architectures de véhicules en prenant moins de place verticalement ou transversalement.
  • On a représenté un troisième mode de réalisation de l'invention à la figure 5. Comparé au premier mode de réalisation de l'invention, les sources lumineuses 36 de basse résolution sont agencées dans un plan parallèle à celui de la matrice 28 mais décalé longitudinalement vers le plan objet "P" de l'optique de projection 44.
  • Ceci permet ainsi de réduire légèrement l'encombrement longitudinal du module optique 14.
  • En outre, dans l'exemple représenté, la carte à circuits imprimés 46 verticale transversale qui porte les diodes électroluminescentes formant les sources lumineuses 36 de basse résolution sert aussi de monture à l'élément optique 32 intermédiaire, ici une lentille convergente. Ainsi, la carte à circuits imprimés 46 porte de manière commune les sources lumineuses 36 de basse résolution et l'élément optique 32 intermédiaire.
  • On a représenté un quatrième mode de réalisation de l'invention à la figure 6. Ce quatrième mode de réalisation concerne plus particulièrement l'élément optique 32 intermédiaire associé à la matrice 28. Il peut être combiné avec tous les autres modes de réalisation de l'invention.
  • La figure 6 est une vue à plus grande échelle par rapport aux autres figures, et sur laquelle on distingue les diodes électroluminescentes 30 de la matrice 28. L'élément optique 32 intermédiaire comporte une pluralité d'ensembles optiques 32A, 32B, 32C de petite taille qui présentent chacun un axe optique associé à une diode électroluminescente 30 de la matrice 28. Ces ensembles optiques 32A, 32B, 32C de petite taille sont aussi appelés microlentilles. L'élément optique 32 intermédiaire est ainsi qui forme une matrice de microlentilles 32A, 32B, 32C dont chacune est associée à une diode électroluminescente 30 de la matrice 28 de diodes électroluminescentes.
  • Cette configuration permet d'obtenir des pixels objets 34 formés par des images individuelles de chaque diode électroluminescente 30 de la matrice 28. Les microlentilles 32A, 32B, 32C sont avantageusement conçues et agencées de manière à ce que les pixels objets 34 haute résolution soient parfaitement jointifs.
  • Ce mode de réalisation permet aussi de modifier individuellement les dimensions des pixels objets 34 haute résolution par rapport à celles de la diode électroluminescente 30 associée. Par exemple, chaque microlentille 32A, 32B, 32C est conçue pour étirer horizontalement le pixel objet 34 haute résolution par rapport à la diode électroluminescente 30 associée. De ce fait, pixels objets 34 haute résolution sont jointifs horizontalement. La jonction verticale entre les pixels objets 34 haute résolution est alors réalisée en inclinant légèrement les microlentilles les unes par rapport aux autres autour d'un axe transversal pour rapprocher verticalement les pixels objets 34 haute résolution les uns des autres. On obtient ainsi des pixels images de forme rectangulaire qui sont jointifs.
  • En variante, chaque microlentille est associée avec un guide de lumière qui permet de diriger précisément les rayons lumineux d'une diode électroluminescente 30 vers la microlentille 32A, 32B, 32C associée sans venir éclairer les microlentilles adjacentes.
  • Dans ce cas, le pixel objet 34 haute résolution est agencé longitudinalement en avant et à distance des microlentilles 32A, 32B, 32C.
  • On a représenté à la figure 7 un cinquième mode de réalisation de l'invention. On décrit par la suite les différences avec le premier mode de réalisation.
  • Dans ce cinquième mode de réalisation, l'élément optique 32 intermédiaire est formé par un guide de lumière.
  • Comme dans le premier mode de réalisation les sources lumineuses 36 de basse résolution sont formées par des diodes électroluminescentes qui émettent de la lumière blanche.
  • Cependant, chaque diode électroluminescente 30 de la matrice 28 émet ici de la lumière monochromatique, par exemple de la lumière bleue. On comprendra, que les diodes électroluminescentes forment des sources incohérentes de lumière, inoffensives pour les yeux. Elles ne forment pas une source cohérente de lumière tel qu'un faisceau laser.
  • Le module optique 14 comporte en ce cas un élément photoluminescent 48 sensible à la longueur d'onde de la lumière monochromatique qui est agencé longitudinalement en avant et à distance de la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30. L'élément photoluminescent 48 présente la forme d'une plaque transversale verticale dans le sens de l'épaisseur par une face arrière et par une face avant. Dans l'exemple représenté aux figures, l'élément photoluminescent est une plaque de luminophore 48. La face avant de l'élément photoluminescent 48 est agencée dans le plan focal objet "P" de l'optique de projection 44, en coïncidence avec la face de sortie du guide de lumière formant l'élément optique 32 intermédiaire.
  • Les bords de l'élément photoluminescent 48 sont jointifs avec les faces de sortie 42 des guides de lumière 38 associés aux sources lumineuses 36 de basse résolution qui l'encadrent.
  • Les rayons lumineux monochromatiques de chaque diode électroluminescente 30 atteignent ainsi une zone associée de la face arrière de l'élément photoluminescent 48. Ceci provoque une excitation de ladite zone de l'élément photoluminescent 48 qui émet en retour de la lumière blanche par sa face avant. Cette zone correspond sensiblement au pixel objet 34 haute résolution associé à ladite diode électroluminescente 30. En commandant individuellement l'état de chaque diode électroluminescente 30 de la matrice 28, il est ainsi possible d'activer sélectivement différentes zones de l'élément photoluminescent 48 destinées à former chacune un pixel objet 34 haute résolution.
  • L'utilisation de diodes électroluminescentes 30 monochromatiques pour la matrice 28 permet notamment d'éviter l'apparition d'aberrations chromatiques, notamment par le passage des rayons lumineux à travers l'élément optique 32 intermédiaire associé à la matrice 28. Cet avantage est d'autant plus important que la dimension des surfaces d'émission des diodes électroluminescentes 30 est réduite.
  • En outre, l'utilisation de diodes électroluminescentes 30 monochromatiques permet de réaliser des éléments optiques 32 intermédiaires comportant des prismes sans risque d'aberration chromatique.
  • Avantageusement, l'élément photoluminescent 48 permet de diffuser légèrement la lumière dans son plan afin de réduire l'espace entre les pixels objets 34 haute résolution adjacents par rapport à l'espace déterminé "E" entre les diodes électroluminescentes 30 associées sur la matrice 28 de manière que deux pixels objets 34 soient sensiblement jointifs.
  • On a représenté à la figure 8 un sixième mode de réalisation de l'invention qui est similaire à celui de la figure 7.
  • Néanmoins, l'élément optique 32 intermédiaire associé à la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30 n'est plus un guide de lumière mais un ensemble optique comme dans le premier mode de réalisation. Ceci permet notamment d'agrandir ou de réduire la taille de du pixel objet 34 haute résolution par rapport à la taille réelle des diodes électroluminescentes 30 de la matrice 28, comme cela a déjà été expliqué précédemment.
  • On a représenté à la figure 9 un mode de réalisation non couvert par l'invention qui est similaire à celui de la figure 7.
  • Cependant, la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30 est agencée dans un plan vertical transversal qui est décalé longitudinalement vers le plan focal objet "P" par rapport au plan des sources lumineuses 36 de basse résolution.
  • Les sources lumineuses 36 de basse résolution et la matrice 28 sont portées par un support 50 commun. A cet effet, le support 50 commun présente une face verticale transversale avant qui est munie d'un socle 52 en saillie longitudinalement vers l'avant pour recevoir la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30.
  • Cette configuration permet de réduire la longueur du guide de lumière formant l'élément optique 32 intermédiaire associé à la matrice 28 de diodes électroluminescentes 30.
  • On a représenté à la figure 10 un mode de réalisation non couvert par l'invention combinant la matrice 28 à diodes électroluminescentes 30 monochromatique d'une des figures 7 à 10 avec l'agencement des sources lumineuses 36 de basse résolution de la figure 4.
  • Cet agencement permet de faciliter la dissipation de la chaleur émise par les différentes sources lumineuses 36, 30. Elle permet aussi d'adapter l'architecture du module optique 14 à différentes configurations.

Claims (18)

  1. Module lumineux (14), notamment pour véhicule automobile, qui est destiné à projeter un faisceau lumineux à pixels (16) réalisant une fonction déterminée selon un axe optique (A) longitudinal, et éclairant une première zone de haute résolution (20) comportant plus de pixels par unité de surface qu'une deuxième zone de basse résolution (22), lesdites zones (20, 22) étant distinctes et sensiblement jointives, le module lumineux (14) comportant :
    - au moins une matrice (28) de diodes électroluminescentes (30) commandées individuellement s'étendant orthogonalement à l'axe optique (A) ;
    - une optique de projection (44) qui présente un plan focal objet (P) ;
    - au moins un élément optique (32) intermédiaire formant, à partir des diodes électroluminescentes (30), une matrice de pixels objets (34) haute résolution sensiblement jointifs agencée sensiblement dans le plan focal objet (P) de l'optique de projection (44) pour former, après projection, la zone de haute résolution (20),
    le module lumineux (14) comportant des sources lumineuses (36) de basse résolution écartées de la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30), et des éléments optiques primaires (38) distincts de l'élément optique (32) intermédiaire qui forment, à partir des sources lumineuses (36) de basse résolution, des pixels objet basse résolution agencés sensiblement dans le plan focal objet (P) de l'optique de projection (44) de manière sensiblement jointive avec la matrice de pixels objets (24) haute résolution pour former, après projection, la zone de basse résolution (22)
    caractérisé en ce que l'élément optique (32) intermédiaire associé à la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30) est formé par un ensemble optique convergent comportant au moins une lentille, ledit élément optique projetant une image de chaque diode électroluminescente (32), chaque image formant un pixel (34) objet haute résolution et les pixels objets haute résolution étant agencés de manière jointive pour former ladite matrice de pixels objets haute résolution.
  2. Module lumineux (14) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que des diodes électroluminescentes (30) adjacentes appartenant à la matrice (28) sont écartées d'un espace (E) déterminé, la source lumineuse (36) de basse résolution adjacente à la matrice (28) étant écartée de la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30) d'une distance supérieure audit espace (E) déterminé.
  3. Module lumineux (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque source lumineuse (36) est portée par une carte à circuits imprimés qui est agencée parallèlement au plan de la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30).
  4. Module lumineux (14) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque source lumineuse (36) est portée par une carte à circuits imprimés qui est agencée dans un plan formant un angle par rapport au plan de la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30), notamment un angle de 90°.
  5. Module lumineux (14) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément optique (32) intermédiaire est formé par un unique ensemble optique présentant un unique axe optique qui est commun à toutes les diodes électroluminescentes (30) de la matrice (28).
  6. Module lumineux (14) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément optique (32) intermédiaire comporte une pluralité d'ensembles optiques (32A, 32B, 32C) qui présentent chacun un axe optique associé à une diode électroluminescente (30) de la matrice (28).
  7. Module lumineux (14) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le foyer objet (F) de la lentille convergente formant élément optique (32) associé à la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30) est interposé axialement entre la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30) et ledit élément optique (32).
  8. Module lumineux (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30) est une matrice monolithique qui comporte par exemple environ 500 diodes électroluminescentes, de préférence environ 1000 diodes électroluminescentes.
  9. Module lumineux (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque pixel objet (34) haute résolution est agrandi par rapport à la diode électroluminescente (30) associée de la matrice (28).
  10. Module lumineux (14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30) est formée par l'agencement de plusieurs diodes électroluminescentes (30) distinctes sur une même carte à circuits imprimés, par exemple une dizaine de diodes électroluminescentes (30).
  11. Module lumineux (14) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque pixel objet (34) haute résolution est réduit par rapport à la diode électroluminescente (30) associée de la matrice (28).
  12. Module lumineux (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément optique primaire (38) associé à chaque source lumineuse (36) de basse résolution est un guide de lumière formé d'une pièce pleine en matériau transparent qui guide la lumière par réflexion interne totale.
  13. Module lumineux (14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'élément optique primaire (38) associé à chaque source lumineuse (36) de basse résolution est un guide de lumière formé par une structure alvéolaire qui comporte des surfaces internes réfléchissantes qui guident la lumière.
  14. Module lumineux (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque diode électroluminescente (30) de la matrice (28) émet de la lumière blanche.
  15. Module lumineux (14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que chaque diode électroluminescente (30) de la matrice (28) émet de la lumière monochromatique qui est guidée par l'élément optique (32) intermédiaire jusqu'à un élément photoluminescent (48) qui est agencé dans le plan focal objet (P) de l'optique de projection (44) pour former un pixel objet (34) haute résolution associé.
  16. Module lumineux (14) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément photoluminescent (48) est une plaque de luminophore.
  17. Module lumineux (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un élément optique (38) primaire est formé par un guide de lumière (38) qui présente :
    - une face d'entrée (40) recevant des rayons lumineux émis par une source lumineuse (36) de basse résolution associée qui est distincte de la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30) ;
    - une face de sortie (42) formant un pixel objet basse résolution qui est agencée sensiblement dans le plan focal objet (P) de l'optique de projection (44) et qui est jointive avec les pixels objets (34) de la matrice (28) de diodes électroluminescentes (30).
  18. Dispositif d'éclairage (12) pour un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un module lumineux (14) réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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