EP4176201B1 - Assemblage optique pour un projecteur et projecteur comprenant un tel assemblage optique - Google Patents

Assemblage optique pour un projecteur et projecteur comprenant un tel assemblage optique Download PDF

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EP4176201B1
EP4176201B1 EP21743554.4A EP21743554A EP4176201B1 EP 4176201 B1 EP4176201 B1 EP 4176201B1 EP 21743554 A EP21743554 A EP 21743554A EP 4176201 B1 EP4176201 B1 EP 4176201B1
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EP
European Patent Office
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lenses
grid
light sources
light
projector
Prior art date
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EP21743554.4A
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EP4176201C0 (fr
EP4176201A1 (fr
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Yvan Peard
Cyril UNION
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Ayrton SAS
Original Assignee
Ayrton SAS
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V11/00—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00
    • F21V11/06—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00 using crossed laminae or strips, e.g. grid-shaped louvers; using lattices or honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/002—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light
    • F21V5/004—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light using microlenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/007—Array of lenses or refractors for a cluster of light sources, e.g. for arrangement of multiple light sources in one plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/14—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array
    • F21Y2105/18—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array annular; polygonal other than square or rectangular, e.g. for spotlights or for generating an axially symmetrical light beam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to an optical assembly intended for a projector, comprising an optical element provided with a set of lenses, said lenses being adapted to cooperate with a first plurality of light sources, such as light emitting diodes (LED), of said projector, said lenses being adapted to generate primary light beams and being spaced from each other using inter-lens spaces, said assembly also comprising a grid making it possible to fill at least a portion of said inter-lens spaces of said set of lenses and being adapted to cooperate with a second plurality of light sources, such as light emitting diodes (LEDs) of said projector, wherein said grid is adapted to generate secondary light beams.
  • a first plurality of light sources such as light emitting diodes (LED)
  • LEDs light emitting diodes
  • the optical assembly for a projector according to the invention is particularly suitable for projectors comprising a plurality of light sources, such as light-emitting diodes (LED), the projectors being adapted to generate primary light beams using said sources luminous, and also comprising a set of lenses.
  • LED light-emitting diodes
  • Primary light beams having characteristics imposed by the user, can be obtained on the one hand thanks to the shape of the lenses and, on the other hand, thanks to the distance between the lenses and the light sources.
  • the lenses present within a set of lenses are spaced from each other using inter-lens spaces.
  • the lenses can be individually attached in a support structure or interconnected to form a “one-piece” lens assembly.
  • Projectors whose surface is covered with a certain quantity of individual lenses are known in the prior art.
  • the relatively numerous inter-lens spaces of said projectors allow the use of secondary light sources used to obtain diffused light using secondary light sources.
  • the term “signage effect” refers to this type of lighting effect. In English, the term “signage” is used to refer to said light effect.
  • An example of a projector using secondary light sources is given by the document US 2020/088382 A1 .
  • the object of the present invention consists of proposing an optical assembly for a projector whose optical element is used with a set of lenses, said lenses being spaced from each other thanks to interspaces. lenses, and in which the area required for the inter-lens spaces is limited compared to the area required for the lenses.
  • the grid is adapted to surround each lens in the lens assembly.
  • the grid comprises a transparent plastic material.
  • the grid on the face directed towards the second plurality of light sources, comprises an integrated diffusing texture making it possible to obtain split secondary light beams.
  • the lenses are shaped to together form a disk.
  • the optical element comprises at least two modules, each module comprising at least one lens.
  • the support element comprises an opaque material, preferably black material, and comprises orifices adapted to embed the light sources of said second plurality of light sources, the support element forming thus a mask for said light sources.
  • the invention relates to a projector comprising a first plurality of light sources, such as LEDs, adapted to cooperate with a set of lenses in order to generate primary light beams, said projector lenses being spaced apart from each other using inter-lens spaces, and a second plurality of light sources, such as LEDs, adapted to cooperate with a grid present at said inter-lens spaces in order to generate a secondary light effect, the projector comprising the optical assembly according to the invention.
  • a first plurality of light sources such as LEDs
  • FIG. 1 shows part of the optical assembly 100 according to the invention. For reasons of clarity, part of said optical assembly 100 is not visible in order to show more clearly the different parts constituting the optical assembly 100.
  • the optical assembly 100 comprises, first of all, an optical element 10 (see Figure 4 ) provided with a set of lenses 20. As shown in the figure 1 , the optical assembly 100 has thirty-seven lenses 20 distributed around a central lens 20 which is respectively surrounded by three concentric circles of 6, 12 and 18 lenses 20.
  • the optical element comprises a first module 11 and a second module 12.
  • the module 11 is composed of a total of seven lenses 20 including the central lens 20, a first lens of the first circle, two lenses of the second circle and three lenses of the third circle.
  • Module 12 comprises six lenses 20 including a first lens of the first circle, two lenses of the second circle and three lenses of the third circle.
  • modules 13, 14, 15, 16 (not visible on the figure 1 ), similar to module 12, are necessary to complete the optical element 10 and finally obtain the thirty-seven lenses 20 mentioned above.
  • the two modules 11 and 12 are described in more detail on the figure 2 And 3 . All modules 11, 12, 13, 14, 15 and 16 are shown on the Figure 4 .
  • Each lens 20 of the optical element 10 is adapted to cooperate with a light source forming part of a first plurality of light sources.
  • Power light-emitting diodes LEDs are light sources particularly suited to the use of the optical assembly 100 according to the invention. By electronic control, the user can manage the intensity and color produced by said light-emitting diodes (LED).
  • LEDs light-emitting diodes
  • the combination of light-emitting diodes (LEDs) and lenses makes it possible to obtain light beams at the output of the projector using the optical assembly 100.
  • the lenses 20 of the optical element 10 are spaced from each other using inter-lens spaces, said spaces being clearly visible on the figure 4 .
  • the inter-lens spaces, or at least part of them are filled using a grid 30, which grid 30 is shown in detail on the figures 6 , 7 and 8 .
  • the grid 30 is made using a transparent material, for example a transparent plastic material, such as transparent polycarbonate.
  • the grid 30 is adapted to surround each lens 20 in the optical element 10.
  • the width of the elements of the grid 30 surrounding the lenses 20 is approximately 5 mm.
  • the height of the elements of the grid 30 surrounding the lenses 20 varies in order to best fill the inter-lens spaces.
  • a set of lenses can, for example, form either a rectangle, a square, or any other suitable shape.
  • the shape of the lenses 20 can be adapted to the overall shape of the projector. To obtain, for example, a square shape, the lenses 20 can be square in shape.
  • the optical assembly 100 also includes a support element 40 adapted to support all of the lenses 20 at the inter-lens spaces.
  • the grid 30 and the support element 40 are adapted so that the branches, respectively constituting the grid 30 and the support element 40, are located at the level of the inter-lens space of the lenses 20.
  • the shape of the grid 30 and the support element 40 allows all of the lenses 20 to generate primary light beams whose light sources are present in a projector without, however, the presence of said grid 30 and the support element 40 is an obstacle to the passage of the light generated using a first plurality of light sources.
  • the grid 30 and the support element 40 are adapted to fit onto the opposite faces of the optical element 10 and thus fix all of the lenses 20 between the grid 30 and the support element 40 , thus obtaining the optical assembly 100 according to the present invention.
  • the main aim of the invention consists of using the surface of the output of a projector, occupied by the inter-lens spaces of the optical assembly 100, in order to create a secondary lighting effect, complementary to the primary lighting beams generated by the lenses 20, using the grid 30 and a second plurality of light sources 61 present in a projector.
  • Signage light-emitting diodes are light sources particularly suited to forming this second plurality of light sources 61.
  • the second plurality of light sources 61 is positioned in the projector so that each light source of said second plurality of light sources 61 is located inside an orifice 46 provided for this purpose within the support element 40.
  • the different orifices 46 provided to accommodate each of the light sources are more clearly visible on the figure 5 .
  • the light generated by said second plurality of light sources 61 is emitted in the direction of the grid 30 and is diffused, in the form of a secondary light effect and complements the primary light beams emitted by the lenses 20.
  • second light effect is used within the present description to refer to the second plurality of light sources 61 but also to refer to the light effect produced using the light sources 61, preferably under the form of light-emitting diodes (LED) for signage.
  • Said second light effect is a diffused light which emerges from the surface of the grid 30.
  • a projector making it possible to obtain primary light beams on the one hand and, on the other hand, diffused light as described above offers the possibility of obtaining light effects from a projector provided with an optical assembly 100 according to the invention, which light effects could not be obtained using the projectors forming part of the prior art.
  • a user can use, initially, the optical assembly 100 for the purpose of obtaining primary light beams through the combination of a first plurality of light sources and lenses 20.
  • the user can use the second plurality of light sources 61 in combination with the grid 30 in order to generate diffused light over all, or part, of the surface of the optical assembly 100.
  • combination of the second plurality of light sources 61 and the grid 30 can make it possible to generate static light effects where the light sources are turned on or off on a part of the optical assembly 100.
  • the light sources of said second plurality of light sources 61 can be lit from sequential manner making it possible to generate dynamic light effects, which can form spiral circles or complex shapes on the upper face of the grid 30.
  • the user can, if he wishes, modify either the intensity of the light sources or the color of said light sources, or both, and this in a gradual manner. Thanks to such management of light sources, “liquid” type generated light effects can be obtained, which means that the transitions and changes generated on said light effects are soft and gradual.
  • the second printed circuit has the same shape as grid 40.
  • LEDs light emitting diodes
  • the user can not only change the intensity but also the color of the light generated using the light sources. If we take into account the possibility of controlling the switching on of the different light sources, the intensity and the color obtained by each light source, the user has a wide variety of possibilities to generate specific and new lighting effects .
  • FIG 2 illustrates in more detail the first module 11 and the second module 12 of the optical element 10.
  • the first module 11 comprising six lenses 20 forming part of the different circles of lenses visible on the figure 1 as well as the central lens 20 of said optical element 10.
  • the module 12 comprises, for its part, six lenses 20.
  • each of the two modules is provided with fixing elements 17 in the shape of “ears”. Said ears of the fixing elements 17 are optional and can therefore be used to fix modules 11 and 12 on a support using, for example, screws.
  • FIG. 3 represents a perspective view of the lower face of the modules 11 and 12, each of which comprises protuberances in the form of a longitudinal light guide 18.
  • Said longitudinal light guides 18 are located at the level of the inter-lens spaces present on the upper face of the modules 11 and 12. It should be noted that the longitudinal light guides 18 have an important effect in guiding the light generated by the light sources of the second plurality of light sources of a projector towards the output of said projector.
  • the longitudinal light guides 18 are provided with a converging profile, said profile being adapted to channel the useful light produced by said light sources of the second plurality of light sources towards the surface of the inter-lens optical element. This operation is illustrated in more detail on the Figure 9 .
  • the light sources used for the second plurality of light sources are provided with very small light-emitting diodes (LEDs).
  • LEDs light-emitting diodes
  • LEDs light emitting diodes of this type, namely very small in size, make it possible to generate light effects with a very smooth transition.
  • FIG 4 illustrates the optical element 10 of the optical assembly 100 in its entirety.
  • FIG 4 shows that after assembling the different modules, a single optical element 10 is obtained provided with a total of 37 lenses and inter-lens spaces visible on said Figure 4 .
  • the optical element 10 in one piece, for example a single piece of transparent plastic, such as transparent polycarbonate.
  • transparent plastic such as transparent polycarbonate.
  • different modules 11 and 12 are used in order to limit the size of the mold to be used to produce said modules.
  • FIG 5 represents the support element 40 adapted to support, on its lower face, the optical element 10 as shown in the figure 4 .
  • the support element 40 comprises, in its entirety, four concentric rings, 41, 42, 43, 44, interconnected by means of radial branches 45.
  • each orifice 46 is adapted to accommodate a light source of a second plurality of light sources present in a projector.
  • FIG 9 clearly illustrates the constructive aspects of the assembly composed of the light sources and the support element 40.
  • the Figure 5 shows that in its upper face, the different elements of the support element 40 have the shape of a gutter. Said gutters are adapted to receive, together, the plurality of longitudinal light guides 18 visible on the Figure 3 . First of all, this offers the possibility of correctly positioning and fixing the lower face of the optical element 10 to the upper face of the support element 40.
  • FIG. 6 represents the grid 30 in its entirety.
  • the basic shape of said grid 30 is comparable with the basic shape of the support element 40.
  • the grid 30 comprises four concentric circles 31, 32, 33, 34 interconnected using branches 35.
  • On its lower face, as shown on the Figure 7 the grid 30 is essentially flat.
  • On its upper side, as shown on the Figure 6 the grid 30 has a wavy shape making it possible to better cover the lenses in the inter-lens spaces, as illustrated in the figure 1 .
  • the grid 30 is provided with circular elements 31 making it possible to cover the exterior of the lenses 20 located in the widest circle. This means that the circular element 31 is not used to fill inter-lens spaces but to fill spaces around the lenses located furthest outside of the optical assembly 100 of the invention.
  • FIG 7 represents the lower face of the grid 30. At a certain distance, it appears that the lower face 30, illustrated on the figure 7 , is essentially flat. According to a particular embodiment, illustrated on the figure 7 and shown in more detail on the figure 8 , we see that the lower surface of the grid 30 has an integrated diffusing texture. Said integrated diffusing texture aims to diffuse as much as possible the light leaving the exit surface of the inter-lens spaces of the optical element 10 as soon as the light penetrates said grid 30 through its lower surface.
  • the diffusion obtained thanks to the diffusing texture, as illustrated in the Figure 7 and more clearly visible on the figure 8 is a greater diffusion of lights generated by light sources forming part of the second plurality of light sources of a projector.
  • the light is not diffused in the form of individual beams but the diffusion makes it possible to obtain a more overall lighting effect.
  • the resulting optical effect is that we obtain a more diffused light instead of obtaining a concentration of light called “hot spots” and therefore an improved optical effect.
  • FIG. 9 represents a sectional view of different elements of a projector provided with an optical assembly 100.
  • the Figure 9 represents a printed circuit 60. It is possible to use a first printed circuit (not visible on the Figure 9 ) in order to fix a first plurality of light sources, such as power light-emitting diodes (LEDs) (not visible on the Figure 9 ), adapted with lenses 20, and a second printed circuit for a second plurality of light sources 61, such as signal light-emitting diodes (LEDs), adapted to be accommodated inside the orifices 46 of the support element 40 It is not possible to use the same printed circuit to fix the first plurality of light sources and the second plurality of light sources.
  • the second printed circuit has the same shape as the grid 40.
  • the second plurality of light sources 61 is provided with light emitting diodes (LEDs) 61 in the form of SMD (surface mounted components) light emitting diodes (LEDs). It is possible to use, more particularly, light-emitting diodes (LEDs) for signaling. It should be noted that it is difficult to integrate a large number of LEDs with the control system on the small area located on the second printed circuit (same shape as grid 40).
  • FIG. 9 illustrates the support element 40, positioned at an orifice 46, said support element 40 allowing the production of light using the CMS light emitting diodes (LED) 61 which passes through the support element 40 in the direction of the projector output (the Figure 9 illustrates the movement of light from bottom to top).
  • the support element 40 is provided, on the opposite side of the orifice 46, with walls 47, 48 together forming a mask making it possible to guide the light generated by the CMS light-emitting diodes (LED) 61 in the direction of the optical element 10 and to avoid the leakage of light towards the lenses 20.
  • the lens 20 For the purposes of clarity, only two parts of the lenses 20 are shown on the Figure 9 .
  • the support element 40 is made of an opaque material, preferably an opaque black material, for any light not collected by the converging profile 80 of the rib 18 of the optical element 10. It is recalled that the walls 47, 48 together form the gutters, as described above with reference to the Figure 5 .
  • There converging surface 80 is the surface directed towards the SMD light emitting diodes (LED) of the rib 18, as described above with reference to the Figure 3 .
  • the light emanating from the light-emitting diodes (LED) 61 is channeled and directed towards the exit surface of the inter-lens spaces 81 of the optical element 10. The diffusion of light continues towards the exit surface of the inter-lens spaces 81 and penetrates inside the grid 30. For reasons of clarity, said grid 30 is not shown on the Figure 9 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)

Description

    Domaine de l'invention
  • La présente invention concerne un assemblage optique destiné à un projecteur, comprenant un élément optique pourvu d'un ensemble de lentilles, lesdites lentilles étant adaptées pour coopérer avec une première pluralité de sources lumineuses, telles que des diodes électroluminescentes (DEL), dudit projecteur, lesdites lentilles étant adaptées pour générer des faisceaux lumineux primaires et étant espacées les unes des autres à l'aide d'espaces inter-lentilles, ledit assemblage comprenant également une grille permettant de combler au moins une partie desdits espaces inter-lentilles dudit ensemble de lentilles et étant adapté pour coopérer avec une deuxième pluralité de sources lumineuses, telles que des diodes électroluminescentes (DEL) dudit projecteur, dans lequel ladite grille est adaptée pour générer des faisceaux lumineux secondaires.
    • Etat de la technique
  • L'assemblage optique destiné à un projecteur selon l'invention est particulièrement adapté pour des projecteurs comprenant une pluralité de sources lumineuses, telles que des diodes électroluminescentes (DEL), les projecteurs étant adaptés pour générer des faisceaux lumineux primaires à l'aide desdites sources lumineuses, et comprenant également un ensemble de lentilles.
  • Des faisceaux lumineux primaires, disposant de caractéristiques imposées par l'utilisateur, peuvent être obtenus d'une part grâce à la forme des lentilles et, d'autre part grâce à la distance entre les lentilles et les sources lumineuses.
  • En règle générale, et afin d'assurer un fonctionnement optimal de l'ensemble composé par des sources lumineuses et des lentilles, les lentilles présentes au sein d'un ensemble de lentilles sont espacées les unes des autres grâce à des espaces inter-lentilles. Les lentilles peuvent être fixées de façon individuelle dans une structure de support ou interconnectées afin de former un ensemble de lentilles de type « monobloc ».
  • Lors de l'utilisation d'un projecteur tel que décrit ci-dessus, les faisceaux lumineux créés à l'aide dudit projecteur sont visibles. Cependant, les espaces inter-lentilles ne sont généralement pas utilisés dans le but de générer des effets lumineux spécifiques.
  • Des projecteurs, dont la surface est recouverte d'une certaine quantité de lentilles individuelles sont connus dans l'art antérieur. Les espaces inter-lentilles desdits projecteurs, relativement nombreux, permettent l'utilisation de sources lumineuses secondaires servant à obtenir une lumière diffuse à l'aide de sources lumineuses secondaires. Le terme « effet signalétique » fait référence à ce type d'effet lumineux. En langue anglaise, le terme « signage » est utilisé pour faire référence audit effet lumineux. Un exemple de projecteur utilisant des sources lumineuses secondaires est donné par le document US 2020/088382 A1 .
  • Un des principaux inconvénients des projecteurs connus de l'art antérieur réside dans le fait qu'il faut disposer d'un espace relativement large afin de pouvoir loger des sources lumineuses secondaires dans les espaces inter-lentilles. Il en résulte que les espaces inter-lentilles occupent un espace relativement important par rapport à l'espace occupé par l'ensemble des lentilles.
  • Au regard des observations ci-dessus, le but de la présente invention consiste à proposer un assemblage optique pour un projecteur dont l'élément optique est utilisé avec un ensemble de lentilles, lesdites lentilles étant espacées les unes des autres grâce à des espaces inter-lentilles, et dans lequel la surface nécessaire pour les espaces inter-lentilles est limitée par rapport à la surface nécessaire pour les lentilles.
  • Cela permet d'obtenir un rapport plus favorable entre la surface occupée par les lentilles et la surface occupée par les espaces inter-lentilles en comparaison avec les projecteurs divulgués dans l'art antérieur.
    • Objet de l'invention
  • L'objet de l'invention concerne un assemblage optique pour un projecteur, comprenant :
    • un élément optique avec un ensemble de lentilles, lesdites lentilles étant adaptées pour coopérer avec une première pluralité de sources lumineuses, telles que des DEL, dudit projecteur, dans lequel lesdites lentilles sont adaptées pour générer des faisceaux lumineux primaires et sont espacées les unes des autres à l'aide d'espaces inter-lentilles,
    • une grille pour remplir au moins une partie desdits espaces inter-lentilles dudit ensemble de lentilles, adaptée pour coopérer avec une deuxième pluralité de sources lumineuses, telles que des DEL, dudit projecteur, dans lequel ladite grille est adaptée pour générer un effet lumineux secondaire, et
    • un élément de support, adapté pour supporter l'ensemble de lentilles, au niveau des espaces inter-lentilles,
    dans lequel la grille et l'élément de support sont adaptés pour se superposer en enfermant l'élément optique entre la face intérieure de la grille et la face supérieure de l'élément de support et fixer ainsi l'ensemble de lentilles afin de former l'assemblage optique.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, la grille est adaptée pour entourer chaque lentille dans l'ensemble de lentilles.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, la grille comprend un matériau plastique transparent.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, la grille, sur la face dirigée vers la deuxième pluralité de sources lumineuses, comprend une texture diffusante intégrée permettant d'obtenir des faisceaux lumineux secondaires éclatés.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, les lentilles sont formées pour ensemble former un disque.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément optique comprend au moins deux modules, chaque module comprenant au moins une lentille.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément de support comprend un matériau opaque, de préférence en matière noire, et comprend des orifices adaptés pour encastrer les sources lumineuses de ladite deuxième pluralité de sources lumineuses, l'élément de support formant ainsi un masque pour lesdites sources lumineuses.
  • Selon un deuxième aspect de l'invention, l'invention concerne un projecteur comprenant une première pluralité de sources lumineuses, telles que des DEL, adaptées pour coopérer avec un ensemble de lentilles afin de générer des faisceaux lumineux primaires, lesdites lentilles du projecteur étant espacées les unes des autres à l'aide d'espaces inter-lentilles, et une deuxième pluralité de sources lumineuses, telles que des DEL, adaptée pour coopérer avec une grille présente au niveau desdits espaces inter-lentilles afin de générer un effet lumineux secondaire, le projecteur comprenant l'assemblage optique selon l'invention.
    • Brève description des dessins
  • Les but, objet et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux figures dans lesquelles :
    • [Fig. 1] montre une vue en perspective d'une partie de l'assemblage optique avec la grille et l'élément de support de l'assemblage optique selon l'invention,
    • [Fig. 2] représente une vue en perspective de la face supérieure de deux modules de l'élément optique,
    • [Fig. 3] illustre une vue en perspective de la face inférieure de deux modules de l'élément optique selon la figure 2,
    • [Fig. 4] montre l'élément optique dans son intégralité,
    • [Fig. 5] représente une vue en perspective de l'élément de support,
    • [Fig. 6] illustre une vue en perspective de la face supérieure de la grille,
    • [Fig. 7] montre une vue en perspective de la face inférieure de la grille,
    • [Fig. 8] représente une vue détaillée d'une partie de la face inférieure de la grille, et
    • [Fig. 9] illustre une vue en coupe d'une partie d'un projecteur comprenant l'assemblage optique selon l'invention.
  • La figure 1 montre une partie de l'assemblage optique 100 selon l'invention. Pour des raisons de clarté, une partie dudit assemblage optique 100 n'est pas visible et ce afin de montrer plus clairement les différentes parties constituant l'assemblage optique 100.
  • L'assemblage optique 100 comprend, tout d'abord, un élément optique 10 (voir figure 4) pourvu d'un ensemble de lentilles 20. Comme représenté sur la figure 1, l'assemblage optique 100 dispose de trente-sept lentilles 20 réparties autour d'une lentille centrale 20 qui est respectivement entourée de trois cercles concentriques de 6, 12 et 18 lentilles 20. Sur l'exemple de la figure 1, l'élément optique comprend un premier module 11 et un deuxième module 12. Le module 11 est composé au total de sept lentilles 20 dont la lentille centrale 20, une première lentille du premier cercle, deux lentilles du deuxième cercle et trois lentilles du troisième cercle. Le module 12 comprend six lentilles 20 dont une première lentille du premier cercle, deux lentilles du deuxième cercle et trois lentilles du troisième cercle. Quatre autres modules 13, 14, 15, 16 (non visibles sur la figure 1), similaires au module 12, sont nécessaires pour compléter l'élément optique 10 et obtenir au final les trente-sept lentilles 20 mentionnées ci-dessus. Les deux modules 11 et 12 sont décrits de manière plus détaillée sur les figures 2 et 3. L'ensemble des modules 11, 12, 13, 14, 15 et 16 est représenté sur la figure 4.
  • Chaque lentille 20 de l'élément optique 10 est adaptée pour coopérer avec une source lumineuse faisant partie d'une première pluralité de sources lumineuses. Les diodes électroluminescentes (DEL) de puissance sont des sources lumineuses particulièrement adaptées à l'utilisation de l'assemblage optique 100 selon l'invention. Par un contrôle électronique, l'utilisateur peut gérer l'intensité et la couleur produite par lesdites diodes électroluminescentes (DEL). La combinaison des diodes électroluminescentes (DEL) et des lentilles permet d'obtenir des faisceaux lumineux à la sortie du projecteur utilisant l'assemblage optique 100.
  • L'utilisation de l'ensemble composé d'une diode électroluminescente (LED) et d'une lentille 20 pour obtenir un faisceau lumineux est connu de l'art antérieur et n'est pas décrit de façon détaillée au sein de la présente description.
  • Comme représenté sur la figure 1, les lentilles 20 de l'élément optique 10 sont espacées les unes des autres à l'aide d'espaces inter-lentilles, lesdits espaces étant clairement visibles sur la figure 4. Selon l'invention, les espaces inter-lentilles, ou tout au moins une partie d'entre eux, sont comblés à l'aide d'une grille 30, laquelle grille 30 est représentée en détail sur les figures 6, 7 et 8. La grille 30 est réalisée à l'aide d'un matériau transparent, par exemple un matériau plastique transparent, tel que du polycarbonate transparent. La grille 30 est adaptée pour entourer chaque lentille 20 dans l'élément optique 10. La largeur des éléments de la grille 30 entourant les lentilles 20 est d'environ de 5 mm. Comme illustré sur la figure 1, la hauteur des éléments de la grille 30 entourant les lentilles 20 varie afin de combler au mieux les espaces inter-lentilles.
  • Dans la présente description, il est fait référence à un projecteur pourvu de trente-sept lentilles 20 formant en combinaison un projecteur de forme cylindrique. Il convient de noter qu'il est possible d'utiliser une toute autre quantité de lentilles 20 afin de réaliser une forme déterminée. Un ensemble de lentilles peut, par exemple, former soit un rectangle, soit un carré, soit toute autre forme adaptée. La forme des lentilles 20 peut être adaptée à la forme globale du projecteur. Pour obtenir, par exemple, une forme carrée, les lentilles 20 peuvent être de forme carrée.
  • Comme illustré sur la figure 1, l'assemblage optique 100 comprend également un élément de support 40 adapté pour supporter l'ensemble des lentilles 20 au niveau des espaces inter-lentilles. Comme cela est visible sur la figure 1, la grille 30 et l'élément de support 40 sont adaptés afin que les branches, constituant respectivement la grille 30 et l'élément de support 40, se trouvent au niveau de l'espace inter-lentille des lentilles 20.
  • La forme de la grille 30 et de l'élément de support 40 permet à l'ensemble des lentilles 20 de générer des faisceaux lumineux primaires dont les sources lumineuses sont présentes dans un projecteur sans toutefois que la présence de ladite grille 30 et de l'élément de support 40 ne soit un obstacle au passage de la lumière générée à l'aide d'une première pluralité de sources lumineuses. Dans leur fonctionnalité, la grille 30 et l'élément de support 40 sont adaptés pour s'emboîter sur les faces opposées de l'élément optique 10 et fixer ainsi l'ensemble des lentilles 20 entre la grille 30 et l'élément de support 40, obtenant ainsi l'assemblage optique 100 selon la présente invention.
  • Comme expliqué de façon plus détaillée en faisant référence à la figure 9, le but principal de l'invention consiste à utiliser la surface de la sortie d'un projecteur, occupée par les espaces inter-lentilles de l'assemblage optique 100, afin de créer un effet lumineux secondaire, complémentaires aux faisceaux luminaires primaires générés par les lentilles 20, à l'aide de la grille 30 et d'une deuxième pluralité de sources lumineuses 61 présentes dans un projecteur. Les diodes électroluminescentes (DEL) de signalétique sont des sources lumineuses particulièrement adaptées pour former cette deuxième pluralité de sources lumineuse 61. Dans cet objectif, la deuxième pluralité de sources lumineuses 61 est positionnée dans le projecteur afin que chaque source lumineuse de ladite deuxième pluralité de sources lumineuses 61 soit située à l'intérieur d'un orifice 46 prévu à cet effet au sein de l'élément de support 40. Les différents orifices 46 prévus pour accommoder chacune des sources lumineuses sont plus clairement visibles sur la figure 5. La lumière générée grâce à ladite deuxième pluralité de sources lumineuses 61 est émise en direction de la grille 30 et se diffuse, sous la forme d'un effet lumineux secondaire et vient en complément des faisceaux lumineux primaires émis par les lentilles 20.
  • Le terme « effet lumineux secondaire » est utilisé au sein de la présente description pour faire référence à la deuxième pluralité des sources lumineuse 61 mais également pour faire référence à l'effet lumineux produit à l'aide des sources lumineuses 61, de préférence sous la forme de diodes électroluminescentes (DEL) de signalétique. Ledit deuxième effet lumineux est une lumière diffuse qui sort de la surface de la grille 30.
  • Un projecteur permettant d'obtenir d'une part des faisceaux lumineux primaires et, d'autre part, une lumière diffuse tels que décrits ci-dessus offre la possibilité d'obtenir des effets lumineux issus d'un projecteur pourvu d'un assemblage optique 100 selon l'invention, lesquels effets lumineux ne pourraient pas être obtenus à l'aide des projecteurs faisant partie de l'art antérieur.
  • Un utilisateur peut utiliser, dans un premier temps, l'assemblage optique 100 dans le but d'obtenir des faisceaux lumineux primaires grâce à la combinaison d'une première pluralité de sources lumineuses et de lentilles 20. En complément, ou à la place de ce faisceau lumineux primaire, l'utilisateur peut avoir recours à la deuxième pluralité de sources lumineuses 61 en combinaison avec la grille 30 afin de générer une lumière diffuse sur l'ensemble, ou partie, de la surface de l'assemblage optique 100. La combinaison de la deuxième pluralité de sources lumineuses 61 et de la grille 30 peut permettre de générer des effets lumineux statiques où les sources lumineuses sont allumées ou éteintes sur une partie de l'assemblage optique 100. De façon alternative, les sources lumineuses de ladite deuxième pluralité de sources lumineuses 61 peuvent être allumées de façon séquentielle permettant de générer des effets lumineux dynamiques, lesquels peuvent former des cercles de spirales ou formes complexes sur la face supérieure de la grille 30.
  • Il convient de comprendre que l'utilisateur peut, s'il le souhaite, modifier soit l'intensité des sources lumineuses soit la couleur desdites sources lumineuses, soit les deux et cela de manière graduelle. Grâce à une telle gestion des sources lumineuses, les effets lumineux générés de type « liquide » peuvent être obtenus, ce qui signifie que les transitions et les changements générés sur lesdites effets lumineux sont doux et graduels.
  • Il n'est pas possible d'utiliser le même circuit imprimé pour fixer la première pluralité de sources lumineuses et la deuxième pluralité de sources lumineuses. Le deuxième circuit imprimé présente la même forme que la grille 40.
  • Il convient de noter qu'avec des sources lumineuses adaptées, telles que des diodes électroluminescentes (DEL), l'utilisateur peut non seulement modifier l'intensité mais également la couleur de la lumière générée à l'aide des sources lumineuses. Si l'on tient compte de la possibilité de contrôler l'allumage des différentes sources lumineuses, l'intensité et la couleur obtenue par chaque source lumineuse, l'utilisateur dispose d'une grande variété de possibilités pour générer des effets lumineux spécifiques et nouveaux.
  • La figure 2 illustre de manière plus détaillée le premier module 11 et le deuxième module 12 de l'élément optique 10. Sur la figure 2, l'on distingue clairement le premier module 11 comprenant six lentilles 20 faisant partie des différents cercles de lentilles visibles sur la figure 1 ainsi que la lentille centrale 20 dudit élément optique 10. Le module 12 comprend, quant à lui, six lentilles 20. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 2, chacun des deux modules est pourvu d'éléments de fixation 17 en forme « d'oreilles ». Lesdites oreilles des éléments de fixation 17 sont optionnelles et peuvent donc être utilisées pour fixer des modules 11 et 12 sur un support à l'aide, par exemple, de vis.
  • La figure 3 représente une vue en perspective de la face inférieure des modules 11 et 12, dont chacune comprend des protubérances en forme de guide de lumière longitudinal 18. Lesdits guides de lumière longitudinaux 18 sont situés au niveau des espaces inter-lentilles présents sur la face supérieure des modules 11 et 12. Il convient de noter que les guides de lumière longitudinaux 18 ont un effet important pour guider la lumière générée par les sources lumineuses de la deuxième pluralité de sources lumineuses d'un projecteur vers la sortie dudit projecteur. En direction des sources lumineuses de la deuxième pluralité de sources lumineuses, les guides de lumière longitudinaux 18 sont pourvus d'un profil convergent, ledit profil étant adapté pour canaliser la lumière utile produite par lesdites sources lumineuses de la deuxième pluralité de sources lumineuses vers la surface de l'élément optique inter-lentille. Ce fonctionnement est illustré de manière plus détaillée sur la figure 9.
  • De façon préférentielle, il convient de noter que les sources lumineuses utilisées pour la deuxième pluralité de sources lumineuses sont pourvues de diodes électroluminescentes (DEL) de toute petite taille. Comme indiqué ci-dessus, il est possible de contrôler les DEL de manière individuelle. Cela permet de restreindre l'espace nécessaire pour héberger lesdites sources lumineuses. Par ailleurs, les diodes électroluminescentes (DEL) de ce type, à savoir de toute petite taille, permettent de générer des effets lumineux d'une transition très douce.
  • La figure 4 illustre l'élément optique 10 de l'assemblage optique 100 dans son intégralité. La figure 4 montre qu'après assemblage des différents modules, l'on obtient un élément optique 10 unique pourvu d'un total de 37 lentilles et d'espaces inter-lentilles visibles sur ladite figure 4.
  • Il convient de noter que, selon un mode de réalisation, il est tout à fait possible d'obtenir l'élément optique 10 monobloc, par exemple un monobloc de plastique transparent, tel que du polycarbonate transparent. Selon les exemples illustrés sur les figures 1, 2 et 3, différents modules 11 et 12 sont utilisés dans le but de limiter la taille du moule à utiliser pour réaliser lesdits modules. De façon alternative, il est clair pour l'homme du métier qu'il existe d'autres options, par exemple l'utilisation de deux moitiés pour obtenir un élément optique 10 final.
  • La figure 5 représente l'élément de support 40 adapté pour supporter, sur sa face inférieure, l'élément optique 10 tel que montré sur la figure 4. L'élément de support 40 comprend, dans sa globalité, quatre anneaux concentriques, 41, 42, 43, 44, interconnectés grâce à des branches radiales 45.
  • Comme décrit ci-dessus, l'élément de support 40 est pourvu d'une quantité importante d'orifices 46 répartis sur la surface dudit élément de support 40 et présents sur les quatre anneaux 41, 42, 43, 44 et les branches intermédiaires 45. Selon l'invention, chaque orifice 46 est adapté pour accommoder une source lumineuse d'une deuxième pluralité de sources lumineuses présentes dans un projecteur. La figure 9 illustre clairement les aspects constructifs de l'ensemble composé des sources lumineuses et de l'élément de support 40. La figure 5 montre que dans sa face supérieure, les différents éléments de l'élément de support 40 ont la forme d'une gouttière. Lesdites gouttières sont adaptées pour recevoir, ensemble, la pluralité des guides de lumière longitudinaux 18 visibles sur la figure 3. Tout d'abord, cela offre la possibilité de positionner et fixer correctement la face inférieure de l'élément optique 10 à la face supérieure de l'élément de support 40. Lorsque l'élément optique 10 est correctement positionné sur l'élément de support 40, et grâce à la présence des guides de lumière longitudinaux 18 et des gouttières formées sur l'élément de support 40, ledit élément de support 40 et l'élément optique 10 ne peuvent plus se déplacer l'un par rapport à l'autre. La présence des gouttières sur la face supérieure de l'élément de support 40 offre un autre avantage selon lequel les parois formant lesdites gouttières fonctionnent comme des obturateurs de lumière. Cela évite que ladite lumière émise par la deuxième pluralité de sources lumineuses ne parvienne à l'intérieur des lentilles 20. Cet aspect est illustré de manière plus détaillée sur la figure 9.
  • La figure 6 représente la grille 30 dans sa globalité. La forme de base de ladite grille 30 est comparable avec la forme de base de l'élément de support 40. La grille 30 comprend quatre cercles concentriques 31, 32, 33, 34 interconnectés à l'aide des branches 35. Sur sa face inférieure, tel que montré sur la figure 7, la grille 30 est essentiellement plate. Sur sa face supérieure, tel que montré sur la figure 6, la grille 30 présente une forme ondulée permettant de mieux couvrir les lentilles dans les espaces inter-lentilles, comme illustré sur la figure 1. Pour des raisons d'exhaustivité, il convient de noter que la grille 30 est pourvue d'éléments circulaires 31 permettant de couvrir l'extérieur des lentilles 20 situées dans le cercle le plus large. Cela signifie que l'élément circulaire 31 n'est pas utilisé pour combler des espaces inter-lentilles mais pour combler des espaces autour des lentilles situées le plus à l'extérieur de l'assemblage optique 100 de l'invention.
  • La figure 7 représente la face inférieure de la grille 30. A une certaine distance, il apparaît que la face inférieure 30, illustrée sur la figure 7, est essentiellement plate. Selon un mode de réalisation particulier, illustré sur la figure 7 et représenté de manière plus détaillée sur la figure 8, l'on constate que la surface inférieure de la grille 30 présente une texture diffusante intégrée. Ladite texture diffusante intégrée a pour objectif de diffuser au maximum la lumière sortant de la surface de sortie des espaces inter-lentilles de l'élément optique 10 dès lors que la lumière pénètre ladite grille 30 au travers de sa surface inférieure. La diffusion obtenue grâce à la texture diffusante, tel qu'illustré sur la figure 7 et plus clairement visible sur la figure 8, est une diffusion plus importante des lumières générées par des sources lumineuses faisant partie de la deuxième pluralité de sources lumineuses d'un projecteur. En d'autres termes, sur la face supérieure de la grille 30, la lumière n'est pas diffusée sous forme de faisceaux individuels mais la diffusion permet d'obtenir un effet lumineux plus global. En effet, il est possible d'éviter la concentration de la lumière sur quelques points sur la face supérieure de la grille 30 en utilisant la texture diffusante intégrée, tel que cela est illustré sur les figures 7 et 8. L'effet optique résultant est que l'on obtient une lumière plus diffuse au lieu d'obtenir une concentration de lumière appelé « hot spots » et de ce fait un effet optique amélioré.
  • La figure 9 représente une vue en coupe de différents éléments d'un projecteur pourvu d'un assemblage optique 100.
  • Tout d'abord, la figure 9 représente un circuit imprimé 60. Il est possible d'utiliser un premier circuit imprimé (non visible sur la figure 9) afin de fixer une première pluralité de sources lumineuses, telles que des diodes électroluminescentes (DEL) de puissance (non visibles sur la figure 9), adaptées avec des lentilles 20, et un deuxième circuit imprimé pour une deuxième pluralité de sources lumineuses 61, telles que des diodes électroluminescentes (DEL) signalétiques, adaptées pour être accommodées à l'intérieur des orifices 46 de l'élément de support 40. Il n'est pas possible d'utiliser le même circuit imprimé pour fixer la première pluralité de sources lumineuses et la deuxième pluralité des sources lumineuses. Le deuxième circuit imprimé a la même forme que la grille 40. Selon l'exemple illustré en figure 9, la deuxième pluralité de sources lumineuses 61 est pourvue de diodes électroluminescentes (DEL) 61 en forme de diodes électroluminescentes (DEL) CMS (composants montés en surface). Il est possible d'utiliser, plus particulièrement, des diodes électroluminescentes (DEL) de signalétique. Il convient de noter qu'il est difficile d'intégrer un grand nombre de LEDs avec le système de contrôle sur la petite surface située sur le deuxième circuit imprimé (de même forme que la grille 40).
  • La figure 9 illustre l'élément de support 40, positionné au niveau d'un orifice 46, ledit élément de support 40 permettant la production de la lumière à l'aide des diodes électroluminescentes (DEL) CMS 61 qui traverse l'élément de support 40 en direction de la sortie du projecteur (la figure 9 illustre le déplacement de la lumière de bas en haut). L'élément de support 40 est pourvu, sur le côté opposé de l'orifice 46, de parois 47, 48 formant ensemble un masque permettant de guider la lumière générée par les diodes électroluminescentes (DEL) CMS 61 en direction de l'élément optique 10 et d'éviter la fuite de la lumière vers les lentilles 20. A des fins de clarté, seulement deux parties des lentilles 20 sont représentées sur la figure 9. Pour cette fonction, l'élément de support 40 est réalisé dans un matériau opaque, de préférence un matériau noir opaque, pour toute lumière non collectée par le profil convergent 80 de la nervure 18 de l'élément optique 10. Il est rappelé que les parois 47, 48 forment ensemble les gouttières, comme cela est décrit ci-dessus en faisant référence à la figure 5. La surface convergente 80 est la surface dirigée vers les diodes électroluminescentes (DEL) CMS de la nervure 18, comme décrit ci-dessus en faisant référence à la figure 3. Comme illustré dans la figure 9, à l'aide de la surface convergente 80, la lumière émanant des diodes électroluminescentes (DEL) 61 est canalisée et dirigée en direction de la surface de sortie des espaces inter-lentilles 81 de l'élément optique 10. La diffusion de la lumière se poursuit en direction de la surface de sortie des espaces inter-lentilles 81 et pénètre à l'intérieur de la grille 30. Pour des raisons de clarté, ladite grille 30 n'est pas représentée sur la figure 9.

Claims (8)

  1. Assemblage optique (100) pour un projecteur, comprenant :
    - un élément optique (10) avec un ensemble de lentilles, lesdites lentilles (20) étant adaptées pour coopérer avec une première pluralité de sources lumineuses, telles que des DEL, dudit projecteur, dans lequel lesdites lentilles (20) sont adaptées pour générer des faisceaux lumineux primaires et sont espacées les unes des autres à l'aide d'espaces inter-lentilles,
    - une grille (30) pour remplir au moins une partie desdits espaces inter-lentilles dudit ensemble de lentilles, adaptée pour coopérer avec une deuxième pluralité de sources lumineuses, telles que des DEL, dudit projecteur, caractérisé en ce que ladite grille est adaptée pour générer un effet secondaire en coopérant avec ladite deuxième pluralité de sources lumineuses et en ce qu'il comporte aussi:
    - un élément de support (40), adapté pour supporter l'ensemble de lentilles, au niveau des espaces inter-lentilles,
    et en ce que la grille (30) et l'élément de support (40) sont adaptés pour se superposer en enfermant l'élément optique (10) entre la face intérieure de la grille (30) et la face supérieure de l'élément de support (40) et fixer ainsi l'ensemble de lentilles (20) afin de former l'assemblage optique (100).
  2. Assemblage optique selon la revendication 1, dans lequel la grille (30 est adaptée pour entourer chaque lentille (20) dans l'ensemble de lentilles (20).
  3. Assemblage optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la grille comprend un matériau plastique transparent.
  4. Assemblage optique selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, dans lequel la grille (30), sur la face dirigée vers la deuxième pluralité de sources lumineuses (61), comprend une texture diffusante intégrée permettant d'obtenir un effet lumineux diffus.
  5. Assemblage optique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les lentilles (20) sont formées pour ensemble former un disque.
  6. Assemblage optique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément optique (10) comprend au moins deux modules, chaque module comprenant au moins une lentille (20).
  7. Assemblage optique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de support (40) comprend un matériau opaque, de préférence en matière noire, et comprend des orifices (46) adaptés pour encastrer les sources lumineuses de ladite deuxième pluralité de sources lumineuses (61), l'élément de support (40) formant ainsi un masque pour lesdites sources lumineuses (61).
  8. Projecteur, comprenant une première pluralité de sources lumineuses, telles que des DEL, adaptées pour coopérer avec un ensemble de lentilles (20) afin de générer des faisceaux lumineux primaires, lesdites lentilles (20) du projecteur étant espacées les unes des autres à l'aide d'espaces inter-lentilles, et une deuxième pluralité de sources lumineuses (61) , telles que des DEL, adaptée pour coopérer avec une grille (30) présente au niveau desdits espaces inter-lentilles afin de générer un effet lumineux secondaire, dans lequel le projecteur comprend l'assemblage optique (100) selon l'une des revendications 1 à 7.
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