EP4359257A1 - Module optique d'un système lumineux d'un véhicule automobile - Google Patents

Module optique d'un système lumineux d'un véhicule automobile

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EP4359257A1
EP4359257A1 EP22735419.8A EP22735419A EP4359257A1 EP 4359257 A1 EP4359257 A1 EP 4359257A1 EP 22735419 A EP22735419 A EP 22735419A EP 4359257 A1 EP4359257 A1 EP 4359257A1
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EP
European Patent Office
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optical
primary
face
junction
light source
Prior art date
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Pending
Application number
EP22735419.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Marine Courcier
Eric Martin Claude MOISY
Stefan NAMYSLO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2103/00—Exterior vehicle lighting devices for signalling purposes
    • F21W2103/45—Reversing lights

Definitions

  • the invention relates to the field of motor vehicle lighting systems. More specifically, the invention relates to an optical module of a lighting system of a motor vehicle.
  • a known solution consists in introducing dark zones into a pixelated light beam emitted by a light system of the motor vehicle, the driver or the road user thus visualizing the pattern or the logo by contrast between dark areas and lighted areas.
  • this solution requires that the light beam has a particularly high resolution and therefore requires a particularly high number of light sources, which makes the light system expensive and complex.
  • Another known solution consists in projecting light emitted by a light source through a perforated mask of an opening whose contour corresponds to that of the pattern or logo that one wishes to project on the ground. If this solution is much less expensive than the previous one, it is not effective since a large part of the light is blocked or absorbed by the mask.
  • Another known solution consists in collecting the light emitted by several light sources, via light guides, then in projecting images of the output faces of these light guides on the ground, via an optical projection system. If this solution is satisfactory, from an efficiency and simplicity point of view, it does not however make it possible to form complex patterns on the ground without multiplying the number of light sources and light guides.
  • the present invention is placed in this context and aims to meet this need.
  • the light rays emitted by the light source are deflected by the optical components to each form a distinct image of the light source. It may be a virtual image or a real image, which may substantially correspond to an enlargement of the image of the emission surface of the light source or, on the contrary, be a deformed image of this surface of emission. It will be noted that the major part of the light rays emitted by the light source, or even all of them, can thus be collected by the optical members to form the images.
  • the images can for example be adjacent and have a common boundary, or can be distant.
  • Each image is then projected on the ground by the optical projection system, in order to obtain a complex pattern on the ground whose contours present a satisfactory sharpness.
  • the projection optical system has a focal surface passing substantially through the image formed by each optical member of the primary optical system from said light source.
  • the optical projection system is arranged to project the images formed by the optical components of the primary optical system on the ground, in a field close to the vehicle.
  • near field is meant a projection distance of less than 10 meters, in particular less than 5 meters and/or an overall direction of projection forming an angle of at least 5° below the horizontal, in particular of at least 10° below the horizontal. 'horizontal.
  • the luminous pattern formed by the projection of the secondary image on the ground by the optical projection system can form a logo, a pictogram, a geometric pattern or a set of several logos, pictograms or geometric patterns as well as their combination, such as a pictogram associated with one or more geometric patterns.
  • the optical components are connected to the same output optical component to form a primary optical element of the primary optical system, each optical component comprising a light input face facing each other which is arranged the light source and a junction face connecting said optical member to the output optical member, the primary optical element being a single piece.
  • the projection optical system is arranged to project an image of each of the junction faces of the optical components onto the ground.
  • each optical component is a primary optical component arranged to form an image of the light source at its junction face with the output optical component.
  • each optical member is arranged so that the image of its junction face projected onto the ground by the optical projection system is entirely delimited by substantially sharp edges.
  • substantially sharp edge of an image projected on the ground means the fact that the variation of the illumination on the ground, caused by this projection, between two points located on either side of this edge in a direction substantially perpendicular to the edge and separated by at least 1 cm has a slope, in particular at at least one point, greater than or equal to 10 lux/cm.
  • the projection optical system may have a focal surface passing substantially through each of the junction faces of the optical members with the output optical member.
  • said focal surface may be a plane or a curved surface located substantially at the junction plane between the junction surfaces and the optical output device.
  • the input faces of the optical components can be formed by the same input face common to all the optical components, each optical component extending from this common input face towards the output optical component. in a direction distinct from the other optic organs.
  • the optical members can be connected to the optical output member so that the junction faces, with the optical output member, of at least two adjacent optical members are spaced from each other. According to this characteristic, it is thus possible to generate a space between the images of the junction faces of these two adjacent optical members, this space being clearly delimited on the ground by the edges of these images. Provision may be made for all the junction faces to have a substantially identical shape, orientation and/or dimensions, or alternatively for at least two junction faces to have a distinct shape, orientation and/or dimensions.
  • each optical member includes a primary light guide.
  • the primary optical system comprises a primary optical element comprising at least one primary light guide connected to an output optical member, said primary light guide comprising a light entry face opposite which is arranged said light source and a junction face connecting said primary light guide to the output optical member, the primary optical element being a one-piece part, said image formed by each optical member being a image of said junction face.
  • each optical member is a secondary optical member. It is conceivable that the optical members together form a secondary optical element, which is a one-piece piece.
  • the primary optical element comprises a single primary light guide, and each optical member thus images the primary light guide junction face with the output optical member.
  • each optical member can be a lens, and in particular a microlens, having an optical axis distinct from the optical axis of each other lens.
  • each lens may have an object focal surface passing substantially through the junction face of the primary light guide with the output optical member.
  • the optical axes of the lenses can be parallel to each other and offset from each other, for example vertically.
  • the lenses can be arranged so that the images of said junction face are formed in the same plane located upstream of the junction face.
  • the projection optical system may have a focal surface passing substantially through this plane.
  • each optical member can be a facet of the same reflector, said facet having an inclination distinct from the inclination of each other facet of said reflector.
  • the entry face of the or each primary light guide can be connected to the junction face of the said primary light guide by an envelope such that each point of the contour of the entrance face is connected to a point of the contour of the junction face by a straight line.
  • the envelope of the light guide is a developable surface. According to this characteristic, the light emitted by a light source through the input face of a primary light guide propagates by total internal reflection on the walls of the light guide until it reaches the junction face.
  • the fact that the envelope is a developable surface makes it possible to form, at the junction face, a pattern entirely delimited by substantially sharp edges.
  • each primary light guide is substantially rectangular.
  • the junction face of said light guide has a shape substantially different from that of its input face.
  • each primary light guide can be optimized to obtain, at its junction face, a pattern of predetermined shape corresponding to the shape of this junction face, which can be distinct from a primary light guide to a other, and which can be projected on the ground as clearly as possible by the optical projection system.
  • said junction face may have a number of edges different from that of said entrance face and/or edges of dimensions different from those of the edges of said entrance face and/or angles between the edges different from those between the edges of said entry face.
  • the shape of said junction face may be different from any shape likely to be obtained by homothety of the shape of said entry face.
  • said junction face may be substantially triangular, trapezoidal, or in the shape of a diamond or a pentagon.
  • the optical output member has an output face substantially in the shape of a smooth dome.
  • the respective refractive indices of the primary light guides and of the output optical member are substantially identical.
  • the primary light guides and the optical output device are made from the same material, and are in particular made from the same polymer.
  • the primary light guides and the optical output member are made of materials at least derived from the same base polymer, for example polycarbonate (or PC) or PMMA. However, these materials may have different fillers.
  • the primary light guides and the output optical member can be made from a single mold to form the primary optical element, this primary optical element thus being a single piece.
  • one or more, or even all of the primary light guides and the output optical member can come from separate molds and then be assembled to form the primary optical element. If necessary, said primary light guides from molds separate from that of the optical output member can be glued to the optical output member by means of an adhesive with a refractive index substantially identical to those of these guides. of primary light and the optical output device.
  • the projection optical system comprises at least one lens and/or one reflector and/or a combination of at least one lens and at least one reflector.
  • the projection optical system may comprise a single projection lens, the focal surface of which passes substantially through the junction surfaces of the primary optical components with the output optical component.
  • the projection optical system may comprise a substantially flat mirror arranged to form virtual images of the junction surfaces on one side of this substantially flat mirror and a projection lens located on the other side of this substantially flat mirror and whose focal surface substantially passes through these virtual images. This type of projection optical system significantly reduces the size of the optical module.
  • the light source comprises a light-emitting semiconductor chip, in particular a light-emitting diode.
  • the invention also relates to a lighting system of a motor vehicle, comprising an optical module according to the invention.
  • said lighting system may comprise a lighting device of the rear light type of a motor vehicle, and/or motor vehicle front headlamp, and/or a lighting device arranged in a bumper of a motor vehicle and/or in a rear-view mirror of a motor vehicle, the optical module being arranged in this light device.
  • FIG. 1 represents, schematically and partially, a sectional view of an optical module according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 represents, schematically and partially, a lighting system of a motor vehicle according to an embodiment of the invention and incorporating the optical module of the ;
  • the optical module 1 comprises a single light-emitting diode 2 mounted on a printed circuit board 3.
  • the optical module 1 comprises a primary optical system 4, made in the form of a primary optical element 4 arranged downstream of the light-emitting diodes 2. This primary optical element 4 will be described in connection with the which shows this element 4 in a rear perspective view.
  • the primary optical element 4 comprises a plurality of optical members 5 and an output optical member 6 to which these optical members 5 are connected.
  • each optical member is a primary optical member 5 made in the form of a a primary light guide.
  • the primary light guides 5 have a common input face 51, opposite which the LED 2 is arranged, the light capable of being emitted by this LED 2 thus penetrating into each primary light guide 5 by this entry face 51.
  • Each primary light guide 5 is connected to the optical output member 6 by a junction face 52, opposite the input face 51, and located at an upstream wall 61 of the optical output member 6
  • the primary light guides 5 extend one above the other so that the junction faces 52 are spaced apart.
  • Each primary light guide 5 thus extends from the common input face 51 towards its junction face 52.
  • the primary light guides 5 therefore have a common envelope until they are separated in order to each extend towards their exit face according to an envelope 53 which is specific to them.
  • This envelope 53 is a developable surface, so that each point of the contour of the entrance face 51 is connected, via the envelope 53, to a point of the contour of the junction face 52 by a straight line.
  • the light capable of being emitted by the LED 2 located opposite the input face 51 is thus coupled to each primary light guide 5, and is propagated by successive total internal reflections against the envelope 53 until reaching the junction face 52, via which it is decoupled from the primary light guide 5 and enters the optical output member 6.
  • the junction face 52 thus forms a fictitious output face of the primary light guide 5 .
  • the junction faces 52 of the primary light guides 5 can be distinct from each other and from the input face 51.
  • the junction face 52 of a primary light guide 5 thus defines, thanks to its outline, a pattern whose shape is predetermined and specific to this light guide 5.
  • the envelope 53 of each primary light guide 5 thus makes it possible to exploit all the light emitted by the LED 2 through the input face 51 to obtain at least level of the junction face 52 a pattern entirely delimited by substantially sharp edges.
  • the envelope 53 makes it possible to obtain a homogeneous light distribution inside this pattern, at the level of the junction face 52.
  • junction face 52 of the lower light guide has a triangular shape, while the junction faces 52 of the central and upper light guides are trapezoidal, the dimensions of the junction face 52 of the upper guide being lower than those of the junction face 52 of the central guide.
  • the primary light guides 5 are arranged so that two adjacent junction faces 52 are spaced apart. In other words, the primary light guides 5 thus make it possible to form several images, from the LED 2, at the level of the junction faces 52, these images thus being vertically offset with respect to each other.
  • the primary optical element 4 is a one-piece piece, the primary light guides 5 and the optical output member 6 being manufactured from the same material, namely polycarbonate or PC.
  • the primary optical element 4 is a part from a single mold.
  • the refractive index of the primary light guides 5 and of the output optical member 6 is identical, and there is no dioptre at the level of the junction faces 52, so that the light penetrating from the primary light guides 5 in the optical output device 6 undergoes no deviation at the level of the junction faces 52.
  • the optical output member 6 has an output face 62, opposite the upstream face 61 in the shape of a smooth dome. More specifically, this output face 62 can be partially spherical, the optical output member 6 thus having the shape of a truncated ball.
  • the exit face 62 is in particular centered on the junction face 52 of the central light guide 5 . As a result, the light issuing from the junction faces 52 undergoes substantially no deviation when it leaves the primary optical element 4 via this output face 62.
  • the optical output member 6 thus forms a support for mounting the guides of primary light 5, and it is possible to arrange fixing elements of the primary optical element 4 on this optical output member 6.
  • the optical module 1 includes a projection optical system 7.
  • the projection optical system 7 is a projection lens 7 having a focal plane 71 passing substantially through the joining surfaces 52 of the primary light guides 5.
  • This projection lens 7 is thus arranged to project on the ground, in a near field, images of the junction faces 52.
  • the patterns formed at the level of the junction faces 52 being entirely delimited by sharp edges, due to the light guides primaries 5, and the focal plane 71 passing through these junction faces 52, these images projected on the ground are therefore themselves entirely delimited by sharp edges, corresponding to the edges of these junction faces 52, after inversion by the projection lens 7.
  • the lighting system 10 comprises a front projector 11 within which is arranged the optical module 1 of the .
  • the lighting system 10 includes a control unit (not shown) receiving instructions from a computer of the motor vehicle for performing lighting functions, and controlling the LED 2 of the optical module 1 according to these instructions.
  • the control unit Upon receipt of an instruction to send a function of the scrolling direction indicator type, for example generated by the computer when changing lanes of the motor vehicle, the control unit activates the LED 2, the module optical module 1 thus projecting on the ground, in the near field of the vehicle, the images 1a, 1b and 1c of the junction faces 52 of the primary light guides 5. It is thus understood that the optical module 1 thus performs a direction indicator function that can complement a direction indicator function performed by a rear light of the vehicle.
  • the images 1a, 1b and 1c being projected on the ground, in the near field of the vehicle, they are thus likely to be easily perceived by a road user traveling in line with the motor vehicle. We distinguish in particular on the the images duplicated by each primary light guide 5 from LED 2.
  • the optical module 20 comprises, as in the example of , a single LED 2 and a primary optical element arranged downstream of the light-emitting diodes 2.
  • the primary optical element comprises a single primary light guide 5, the function of which is only to form, at the level of the junction face 52, an image from the LED 2. This primary light guide 5 thus participates in the formatting of the pattern that will be projected on the ground, but not the duplication of this pattern.
  • the primary optical system 4 of the optical module 20 comprises a plurality of optical members 8, arranged between the primary optical element 4 and the projection optical system 7.
  • Each optical member 8 is thus a secondary optical member, made in the example of by a microlens 8.
  • Each microlens 8 has a focal surface 81 located downstream of the junction face 52 and an optical axis 82, the optical axes 82 being parallel to each other but offset from each other. Each microlens 8 is thus arranged to form an image of the junction face 52 in the same plane 83 located upstream of the primary optical element 4, through which a focal surface of the optical projection system 7 passes, the images of the face junction 52 being vertically offset from each other.
  • the invention cannot be limited to the embodiments specifically described in this document, and extends in particular to all equivalent means and to any technically effective combination of these means. It may in particular be envisaged to employ other types of light sources than those described, and in particular light sources capable of emitting light of a color other than white or light whose color can be controlled. It is also possible to envisage other shapes for the junction faces than those described. It is also possible to envisage other types of optical members than a light guide or a microlens, and in particular collimators, lenses or microlenses, faceted reflectors or combinations of different types of primary optical members. Light functions other than those described may also be considered, and in particular other functions for indicating a change in the trajectory of a motor vehicle, such as a reversing indicator or a lane change indicator, functions of driving assistance or communication functions between vehicles.

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Abstract

L'invention concerne un module optique (1, 20) d'un système lumineux (10) d'un véhicule automobile, comprenant : une source lumineuse (2); un système optique primaire (4) comprenant au moins deux organes optiques (5, 8), chaque organe optique étant agencé pour former une image à partir de ladite source lumineuse, ladite image étant décalée vis-à-vis de l'image formée par chaque autre organe optique à partir de ladite source lumineuse; un système optique de projection (7) agencé pour projeter au sol l'image formée par chaque organe optique du système optique primaire à partir de ladite source lumineuse.

Description

    Module optique d’un système lumineux d’un véhicule automobile
  • L’invention concerne le domaine des systèmes lumineux des véhicules automobiles. Plus précisément, l’invention concerne un module optique d’un système lumineux d’un véhicule automobile.
  • Dans le domaine de l’éclairage et de la signalisation lumineuse automobile, il est connu de réaliser, en plus des fonctions classiques, des fonctions de projection au sol de logo ou de motifs lumineux, en champ proche du véhicule. Ce type de fonction peut par exemple intervenir dans le cadre d'assistance à la conduite, par exemple en réalisant un marquage au sol permettant de matérialiser une voie de circulation. Ce type de fonction peut également intervenir en support d’une fonction classique de signalisation, afin de prévenir un autre usager de la route d’un changement de trajectoire.
  • Afin de projeter le motif ou le logo lumineux au sol, une solution connue consiste à introduire des zones sombres dans un faisceau lumineux pixélisé émis par un système lumineux du véhicule automobile, le conducteur ou l’usager de la route visualisant ainsi le motif ou le logo par contraste entre zones sombres et zones éclairées. Cette solution requiert toutefois que le faisceau lumineux présente une résolution particulièrement importante et nécessite donc un nombre de sources lumineuses particulièrement élevé, ce qui rend le système lumineux couteux et complexe.
  • Une autre solution connue consiste à projeter de la lumière émise par une source lumineuse au travers d’un masque perforé d’une ouverture dont le contour correspond à celui du motif ou du logo que l’on souhaite projeter au sol. Si cette solution est bien moins couteuse que la précédente, elle n’est pas efficace puisqu’une grande partie de la lumière est bloquée ou absorbée par le masque.
  • Une autre solution connue consiste à collecter de la lumière émise par plusieurs sources lumineuses, via des guides de lumière, puis à projeter des images des faces de sortie de ces guides de lumière au sol, via un système optique de projection. Si cette solution est satisfaisante, d’un point de vue efficacité et simplicité, elle ne permet pas toutefois de former des motifs complexes au sol sans démultiplier le nombre de sources lumineuses et de guides de lumière.
  • Il existe ainsi un besoin pour un module optique capable de projeter au sol un motif ou un logo lumineux, qui permette de réaliser un motif complexe à partir d’une seule source lumineuse et qui soit efficace et simple.
  • La présente invention se place dans ce contexte et vise à répondre à ce besoin.
  • A ces fins, l’invention a pour objet un module optique d’un système lumineux d’un véhicule automobile, comprenant :
    1. une source lumineuse ;
    2. un système optique primaire comprenant au moins deux organes optiques, chaque organe optique étant agencé pour former une image à partir de ladite source lumineuse, ladite image étant décalée vis-à-vis de l’image formée par chaque autre organe optique à partir de ladite source lumineuse ;
    3. un système optique de projection agencé pour projeter au sol l’image formée par chaque organe optique du système optique primaire à partir de ladite source lumineuse.
  • Dans l’invention, les rayons lumineux émis par la source lumineuse sont déviés par les organes optiques pour former chacune une image distincte de la source lumineuse. Il peut s’agir d’une image virtuelle ou d’une image réelle, qui peut sensiblement correspondre à un agrandissement de l’image de la surface d’émission de la source lumineuse ou au contraire être une image déformée de cette surface d’émission. On notera que la majeure partie des rayons lumineux émis par la source lumineuse, voire la totalité, peuvent ainsi être collectés par les organes optiques pour former les images. Les images peuvent par exemple être adjacentes et présenter une frontière commune, ou peuvent être distantes. Chaque image est alors projetée au sol par le système optique de projection, afin d’obtenir un motif complexe au sol dont les contours présentent une netteté satisfaisante.
  • De préférence, le système optique de projection présente une surface focale passant sensiblement par l’image formée par chaque organe optique du système optique primaire à partir de ladite source lumineuse.
  • Dans un exemple de réalisation de l’invention, le système optique de projection est agencé pour projeter les images formées par les organes optiques du système optique primaire au sol, dans un champ proche du véhicule. On entend par champ proche un distance de projection inférieure à 10 mètres, notamment inférieure à 5 mètres et/ou une direction globale de projection formant un angle d’au moins 5° sous l’horizontal, notamment d’au moins 10° sous l’horizontal. Ces images peuvent ainsi participer à la réalisation d’une fonction d’indication d’une trajectoire empruntée par le véhicule, et notamment de type indicateur de direction ou de type feu de recul.
  • Dans la présente invention, le motif lumineux formé par la projection de l’image secondaire au sol par le système optique de projection peut former un logo, un pictogramme, un motif géométrique ou un ensemble de plusieurs logos, pictogrammes ou motifs géométriques ainsi que leur combinaison, comme par exemple un pictogramme associé à un ou plusieurs motifs géométriques.
  • Dans un mode de réalisation de l’invention, les organes optiques sont reliés à un même organe optique de sortie pour former un élément optique primaire du système optique primaire, chaque organe optique comportant une face d’entrée de lumière en vis-à-vis de laquelle est disposée la source lumineuse et une face de jonction reliant ledit organe optique à l’organe optique de sortie, l’élément optique primaire étant une pièce monobloc. Le cas échéant, le système optique de projection est agencé pour projeter au sol une image de chacune des faces de jonction des organes optiques. En d’autres termes, chaque organe optique est un organe optique primaire agencée pour former une image de la source lumineuse au niveau de sa face de jonction avec l’organe optique de sortie.
  • De préférence, chaque organe optique est agencé pour que l’image de sa face de jonction projetée au sol par le système optique de projection soit entièrement délimitée par des bords sensiblement nets. Dans l’invention, on entend par « bord sensiblement net d’une image projetée au sol » le fait que la variation de l’éclairement au sol, causé par cette projection, entre deux points situés de part et d’autre de ce bord suivant une direction sensiblement perpendiculaire au bord et séparés d’au moins 1 cm présente une pente, notamment en au moins un point, supérieure ou égale à 10 lux/cm. Par exemple, le système optique de projection peut présenter une surface focale passant sensiblement par chacune des faces de jonction des organes optiques avec l’organe optique de sortie. Par exemple, ladite surface focale peut être un plan ou une surface courbée située sensiblement au niveau du plan de jonction entre les surfaces de jonction et l’organe optique de sortie
  • Par exemple, les faces d’entrées des organes optiques peuvent être formées par une même face d’entrée commune à tous les organes optiques, chaque organe optique s’étendant à partir de cette face d’entrée commune vers l’organe optique de sortie dans une direction distincte des autres organes optiques.
  • Avantageusement, les organes optiques peuvent être reliés à l’organe optique de sortie de sorte que les faces de jonction, avec l’organe optique de sortie, d’au moins deux organes optiques adjacents soient espacés l’une de l’autre. Selon cette caractéristique, il est ainsi possible de générer un espace entre les images des faces de jonction de ces deux organes optiques adjacents, cet espace étant délimité au sol de façon nette par les bords de ces images. On pourra prévoir que toutes les faces de jonction présentent une forme, une orientation et/ou des dimensions sensiblement identiques, ou en variante qu’au moins deux faces de jonction présentent une forme, une orientation et/ou des dimensions distinctes.
  • Avantageusement, chaque organe optique comporte un guide de lumière primaire.
  • Dans un autre mode de réalisation de l’invention, le système optique primaire comporte un élément optique primaire comprenant au moins un guide de lumière primaire relié à un organe optique de sortie, ledit guide de lumière primaire comportant une face d’entrée de lumière en vis-à-vis de laquelle est disposée ladite source lumineuse et une face de jonction reliant ledit guide de lumière primaire à l’organe optique de sortie, l’élément optique primaire étant une pièce monobloc, ladite image formé par chaque organe optique étant une image de ladite face de jonction. Dans ce mode de réalisation, chaque organe optique est un organe optique secondaire. On pourra concevoir que les organes optiques forment ensemble un élément optique secondaire, lequel est une pièce monobloc. De préférence, l’élément optique primaire comporte un unique guide de lumière primaire, et chaque organe optique image ainsi la face de jonction de guide de lumière primaire avec l’organe optique de sortie.
  • Avantageusement, chaque organe optique peut être une lentille, et notamment une microlentille, présentant un axe optique distinct de l’axe optique de chaque autre lentille. Le cas échéant, chaque lentille peut présenter une surface focale objet passant sensiblement par la face de jonction du guide de lumière primaire avec l’organe optique de sortie. Si on le souhaite, les axes optiques des lentilles peuvent être parallèles entre eux et décalés les uns par rapport aux autres, par exemple verticalement.
  • De préférence, les lentilles peuvent être agencées pour que les images de ladite face de jonction soient formées dans un même plan situé en amont de la face de jonction. Le cas échéant, le système optique de projection peut présenter une surface focale passant sensiblement par ce plan.
  • En variante, chaque organe optique peut être une facette d’un même réflecteur, ladite facette présentant une inclinaison distincte de l’inclinaison de chaque autre facette dudit réflecteur.
  • Avantageusement, dans l’un ou l’autre des modes de réalisation, la face d’entrée du ou de chaque guide de lumière primaire peut être reliée à la face de jonction dudit guide de lumière primaire par une enveloppe telle que chaque point du contour de la face d’entrée est relié à un point du contour de la face de jonction par une droite. En d’autres termes, l’enveloppe du guide de lumière est une surface développable. Selon cette caractéristique, la lumière émise par une source lumineuse au travers de la face d’entrée d’un guide de lumière primaire se propage par réflexion totale interne sur les parois du guide de lumière jusqu’à atteindre la face de jonction. Le fait que l’enveloppe soit une surface développable permet de former, au niveau de la face de jonction, un motif entièrement délimité par des bords sensiblement nets.
  • Avantageusement, la face d’entrée dudit, notamment de chaque, guide de lumière primaire est sensiblement rectangulaire. Le cas échéant, la face de jonction dudit guide de lumière présente une forme sensiblement différente de celle de sa face d’entrée. Selon cette caractéristique, chaque guide de lumière primaire peut être optimisé pour obtenir, au niveau de sa face de jonction, un motif de forme prédéterminée correspondant à la forme de cette face de jonction, pouvant être distinct d’un guide de lumière primaire à un autre, et qui puisse être projeté au sol de la façon la plus nette possible par le système optique de projection. De préférence, ladite face de jonction peut présenter un nombre de bords différent de celui de ladite face d’entrée et/ou des bords de dimensions distinctes de celles des bords de ladite face d’entrée et/ou des angles entre les bords distincts de ceux entre les bords de ladite face d’entrée. En particulier, la forme de ladite face de jonction pourra être distincte de toute forme susceptible d’être obtenue par homothétie de la forme de ladite face d’entrée. A titre d’exemple, ladite face de jonction pourra être sensiblement triangulaire, trapézoïdale, ou en forme de losange ou de pentagone.
  • Avantageusement, l’organe optique de sortie présente une face de sortie sensiblement en forme de dôme lisse.
  • De préférence, les indices de réfraction respectifs des guides de lumière primaires et de l’organe optique de sortie sont sensiblement identiques. Par exemple, les guides de lumière primaires et l’organe optique de sortie sont fabriqués dans un même matériau, et sont notamment issus d'un même polymère. Par « même matériau », on entend signifier que les guides de lumière primaires et l’organe optique de sortie sont réalisés dans des matériaux au moins issus d'un même polymère de base, par exemple du polycarbonate (ou PC) ou du PMMA. Toutefois, ces matériaux peuvent avoir des charges différentes. De préférence, les guides de lumière primaires et l’organe optique de sortie peuvent être issus d’un unique moule pour former l’élément optique primaire, cet élément optique primaire étant ainsi une pièce unique. En variante, l’un ou plusieurs, voire tous les guides de lumière primaires et l’organe optique de sortie peuvent être issus de moules distincts en étant ensuite assemblés pour former l’élément optique primaire. Le cas échéant, lesdits guides de lumière primaires issus de moules distincts de celui de l’organe optique de sortie peuvent être collés à l’organe optique de sortie au moyen d’une colle d’indice de réfraction sensiblement identique à ceux de ces guides de lumière primaires et de l’organe optique de sortie.
  • Par exemple, le système optique de projection comporte au moins une lentille et/ou un réflecteur et/ou une combinaison d’au moins une lentille et d’au moins un réflecteur. De préférence, le système optique de projection pourra comporter une unique lentille de projection dont la surface focale passe sensiblement par les surfaces de jonction des organes optiques primaires avec l’organe optique de sortie. En variante, le système optique de projection pourra comporter un miroir sensiblement plan agencé pour former des images virtuelles des surfaces de jonction d’un côté de ce miroir sensiblement plan et une lentille de projection située de l’autre côté de ce miroir sensiblement plan et dont la surface focale passe sensiblement par ces images virtuelles. Ce type de système optique de projection permet de réduire sensiblement l’encombrement du module optique.
  • De préférence, la source lumineuse comporte une puce à semi-conducteur émettrice de lumière, notamment une diode électroluminescente.
  • L’invention a également pour objet un système lumineux d’un véhicule automobile, comprenant un module optique selon l’invention.
  • Par exemple, ledit système lumineux pourra comporter un dispositif lumineux de type feu arrière d’un véhicule automobile, et/ou projecteur avant de véhicule automobile, et/ou un dispositif lumineux agencé dans un pare-chocs d’un véhicule automobile et/ou dans un rétroviseur d’un véhicule automobile, le module optique étant agencé dans ce dispositif lumineux.
  • La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des dessins annexés, dessins sur lesquels les différentes figures représentent  :
  • représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’un module optique selon un mode de réalisation de l’invention ;
  • représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective de l’élément optique primaire du module de la  ;
  • représente, schématiquement et partiellement, un système lumineux d’un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l’invention et incorporant le module optique de la  ; et
  • représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’un module optique selon un autre mode de réalisation de l’invention.
  • Dans la description qui suit, les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
  • On a représenté en un module optique 1 d’un système lumineux d’un véhicule automobile selon un premier mode de réalisation de l’invention.
  • Le module optique 1 comporte une unique diode électroluminescente 2 montée sur une carte de circuit imprimé 3.
  • Le module optique 1 comporte un système optique primaire 4, réalisé sous la forme d’un élément optique primaire 4 agencé en aval des diodes électroluminescentes 2. Cet élément optique primaire 4 sera décrit en liaison avec la qui montre cet élément 4 dans une vue en perspective arrière.
  • L’élément optique primaire 4 comporte une pluralité d’organes optiques 5 et un organe optique de sortie 6 auquel sont reliés ces organes optiques 5. Dans l’exemple décrit, chaque organe optique est un organe optique primaire 5 réalisé sous la forme d’un guide de lumière primaire.
  • Les guides de lumière primaires 5 présentent une face d’entrée commune 51, en vis-à-vis de laquelle est disposée la LED 2, la lumière susceptible d’être émise par cette LED 2 pénétrant ainsi dans chaque guide de lumière primaire 5 par cette face d’entrée 51.
  • Chaque guide de lumière primaire 5 est relié à l’organe optique de sortie 6 par une face de jonction 52, opposée à la face d’entrée 51, et située au niveau d’une paroi amont 61 de l’organe optique de sortie 6. Les guides de lumière primaires 5 s’étendent les uns au-dessus des autres de sorte que les faces de jonction 52 soient espacées entre elles.
  • Chaque guide de lumière primaire 5 s’étend ainsi à partir de la face d’entrée commune 51 vers sa face de jonction 52. Les guides de lumière primaires 5 présentent donc une enveloppe commune jusqu’à se séparer pour s’étendre chacun vers leur face de sortie selon une enveloppe 53 qui leur est propre. Cette enveloppe 53 est une surface développable, de sorte que chaque point du contour de la face d’entrée 51 est reliée, via l’enveloppe 53, à un point du contour de la face de jonction 52 par une droite. La lumière susceptible d’être émise par la LED 2 située en vis-à-vis de la face d’entrée 51 est ainsi couplée à chaque guide de lumière primaire 5, et se propage par des réflexions totales internes successives contre l’enveloppe 53 jusqu’à atteindre la face de jonction 52, via laquelle elle est découplée du guide de lumière primaire 5 et pénètre dans l’organe optique de sortie 6. La face de jonction 52 forme ainsi une face de sortie fictive du guide de lumière primaire 5.
  • Les faces de jonction 52 des guides de lumière primaires 5 peuvent être distinctes les unes des autres et de la face d’entrée 51. La face de jonction 52 d’un guide de lumière primaire 5 définit ainsi, grâce à son contour, un motif dont la forme est prédéterminée et propre à ce guide de lumière 5. L’enveloppe 53 de chaque guide de lumière primaire 5 permet ainsi d’exploiter toute la lumière émise par la LED 2 au travers de la face d’entrée 51 pour obtenir au niveau de la face de jonction 52 un motif entièrement délimité par des bords sensiblement nets. De même, l’enveloppe 53 permettent d’obtenir une distribution de lumière homogène à l’intérieur de ce motif, au niveau de la face de jonction 52.
  • Dans l’exemple décrit, la face de jonction 52 du guide de lumière inférieur présente une forme triangulaire, tandis que les faces de jonction 52 des guides de lumière central et supérieur sont trapézoïdales, les dimensions de la face de jonction 52 du guide supérieur étant inférieures à celles de la face de jonction 52 du guide central.
  • Comme précédemment expliqué, les guides de lumière primaires 5 sont agencés de sorte que deux faces de jonction 52 adjacentes soient espacées. En d’autres termes, les guides de lumière primaires 5 permettent ainsi de former plusieurs images, à partir de la LED 2, au niveau des faces de jonction 52, ces images étant ainsi verticalement décalées les unes par rapport aux autres.
  • L’élément optique primaire 4 est une pièce monobloc, les guides de lumière primaires 5 et l’organe optique de sortie 6 étant fabriqués dans un même matériau, à savoir du polycarbonate ou PC. Dans l’exemple décrit, l’élément optique primaire 4 est une pièce issue d’un moule unique. En d’autres termes, l’indice de réfraction des guides de lumière primaires 5 et de l’organe optique de sortie 6 est identique, et il n’existe aucun dioptre au niveau des faces de jonction 52, de sorte que la lumière pénétrant depuis les guides de lumière primaires 5 dans l’organe optique de sortie 6 ne subit aucune déviation au niveau des faces de jonction 52.
  • L’organe optique de sortie 6 présente une face de sortie 62, opposée à la face amont 61 en forme de dôme lisse. Plus précisément, cette face de sortie 62 peut être partiellement sphérique, l’organe optique de sortie 6 présentant ainsi une forme de boule tronquée. La face de sortie 62 est notamment centrée sur la face de jonction 52 du guide de lumière 5 central. De ce fait, la lumière issue des faces de jonction 52 ne subit sensiblement aucune déviation lors de sa sortie de l’élément optique primaire 4 via cette face de sortie 62. L’organe optique de sortie 6 forme ainsi un support de montage des guides de lumière primaires 5, et il est possible d’agencer des éléments de fixation de l’élément optique primaire 4 sur cet organe optique de sortie 6.
  • Le module optique 1 comporte un système optique de projection 7. Dans l’exemple de la , le système optique de projection 7 est une lentille de projection 7 présentant un plan focal 71 passant sensiblement par les surfaces de jonction 52 des guides de lumière primaires 5.
  • Cette lentille de projection 7 est ainsi agencée pour projeter au sol, dans un champ proche, des images des faces de jonction 52. Les motifs formés au niveau des faces de jonction 52 étant entièrement délimités par des bords nets, du fait des guides de lumière primaires 5, et le plan focal 71 passant par ces faces de jonction 52, ces images projetées au sol sont donc elles-mêmes entièrement délimitées par des bords nets, correspondant aux bords de ces faces de jonction 52, après inversion par la lentille de projection 7.
  • La décrit un système lumineux 10 d’un véhicule automobile selon un exemple de réalisation de l’invention.
  • Le système lumineux 10 comporte un projecteur avant 11 au sein duquel est agencé le module optique 1 de la .
  • Le système lumineux 10 comporte une unité de contrôle (non représentée) recevant des instructions d’un calculateur du véhicule automobile pour la réalisation de fonctions lumineuses, et contrôlant la LED 2 du module optique 1 en fonction de ces instructions.
  • A la réception d’une instruction d’émission d’une fonction de type indicateur de direction défilant, par exemple générée par le calculateur lors d’un changement de voie du véhicule automobile, l’unité de contrôle active la LED 2, le module optique 1 projetant ainsi au sol, en champ proche du véhicule, les images 1a, 1b et 1c des faces de jonction 52 des guides de lumière primaires 5. On comprend ainsi que le module optique 1 réalise ainsi une fonction d’indicateur de direction pouvant complémenter une fonction d’indicateur de direction réalisée par un feu arrière du véhicule. Les images 1a, 1b et 1c étant projetées au sol, en champ proche du véhicule, elles sont ainsi susceptibles d’être aisément perçues par un usager de la route circulant au droit du véhicule automobile. On distingue notamment sur la les images dupliquées par chaque guide de lumière primaire 5 à partir de la LED 2.
  • On a représenté en un module optique 20 d’un système lumineux d’un véhicule automobile selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
  • Dans cet exemple, le module optique 20 comporte, comme dans l’exemple de la , une LED unique 2 et un élément optique primaire agencé en aval des diodes électroluminescentes 2. Toutefois, à la différence de la , l’élément optique primaire comporte un unique guide de lumière primaire 5, dont la fonction est seulement de former, au niveau de la face de jonction 52, une image à partir de la LED 2. Ce guide de lumière primaire 5 participe ainsi à la mise en forme du motif qui sera projeté au sol, mais non à la duplication de ce motif.
  • A cet effet, le système optique primaire 4 du module optique 20 comporte une pluralité d’organes optiques 8, agencés entre l’élément optique primaire 4 et le système optique de projection 7. Chaque organe optique 8 est ainsi un organe optique secondaire, réalisé dans l’exemple de la par une microlentille 8.
  • Chaque microlentille 8 présente une surface focale 81 située en aval de la face de jonction 52 et un axe optique 82, les axes optiques 82 étant parallèles entre eux mais décalés les uns par rapport aux autres. Chaque microlentille 8 est ainsi agencée pour former une image de la face de jonction 52 dans un même plan 83 situé en amont de l’élément optique primaire 4, par lequel passe une surface focale du système optique de projection 7, les images de la face de jonction 52 étant décalées verticalement les unes par rapport aux autres.
  • La projection de ces images de la face de jonction 52, par le système optique de projection 7, permet ainsi de projeter au sol un même motif de façon dupliqué.
  • La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixée, à savoir proposer un module optique capable de projeter au sol un motif complexe à partir d’une seule source lumineuse et qui soit efficace et simple, ce module optique comprenant des organes optiques agencés pour dupliquer une image formée à partir de cette source lumineuse. 
  • En tout état de cause, l'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. On pourra notamment envisager d’employer d’autres types de sources lumineuses que celles décrites, et notamment des sources lumineuses apte à émettre de la lumière de couleur autre que blanche ou de la lumière dont la couleur puisse être contrôlée. On pourra également envisager d’autres formes pour les faces de jonction que celles décrites. On pourra également envisager d’autres types d’organes optiques qu’un guide de lumière ou une microlentille, et notamment des collimateurs, des lentilles ou microlentilles, des réflecteurs facétisés ou des combinaisons de différents types d’organes optiques primaires. On pourra également envisager d’autres fonctions lumineuses que celles décrites, et notamment d’autres fonctions d’indication d’un changement de trajectoire d’un véhicule automobile, comme indicateur de recul ou un indicateur de changement de voie, des fonctions d’assistance à la conduite ou encore des fonctions de communication entre véhicules.

Claims (11)

  1. Module optique (1, 20) d’un système lumineux (10) d’un véhicule automobile, comprenant :
    1. une source lumineuse (2) ;
    2. un système optique primaire (4) comprenant au moins deux organes optiques (5, 8), chaque organe optique étant agencé pour former une image à partir de ladite source lumineuse, ladite image étant décalée vis-à-vis de l’image formée par chaque autre organe optique à partir de ladite source lumineuse ;
    3. un système optique de projection (7) agencé pour projeter au sol l’image formée par chaque organe optique du système optique primaire à partir de ladite source lumineuse.
  2. Module optique (1, 20) selon la revendication précédente, dans lequel le système optique de projection (7) présente une surface focale (71) passant sensiblement par l’image formée par chaque organe optique (5, 8) du système optique primaire (4) à partir de ladite source lumineuse (2).
  3. Module optique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les organes optiques (5) sont reliés à un même organe optique de sortie (6) pour former un élément optique primaire (4) du système optique primaire (4), chaque organe optique comportant une face d’entrée de lumière (51) en vis-à-vis de laquelle est disposée la source lumineuse (2) et une face de jonction (52) reliant ledit organe optique à l’organe optique de sortie, l’élément optique primaire étant une pièce monobloc, et dans lequel le système optique de projection (7) est agencé pour projeter au sol une image de chacune des faces de jonction des organes optiques.
  4. Module optique (1) selon la revendication précédente, dans lequel chaque organe optique (5) comporte un guide de lumière primaire.
  5. Module optique (20) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le système optique primaire (4) comporte un élément optique primaire comprenant au moins un guide de lumière primaire (5) relié à un organe optique de sortie (6), ledit guide de lumière primaire comportant une face d’entrée (51) de lumière en vis-à-vis de laquelle est disposée ladite source lumineuse (2) et une face de jonction (52) reliant ledit guide de lumière primaire à l’organe optique de sortie, l’élément optique primaire étant une pièce monobloc, et dans lequel ladite image formée par chaque organe optique (8) est une image de ladite face de jonction.
  6. Module optique (20) selon la revendication précédente, dans lequel chaque organe optique (8) est une lentille présentant un axe optique (82) distinct de l’axe optique de chaque autre lentille.
  7. Module optique (20) selon la revendication précédente, dans lequel les lentilles (8) sont agencées pour que les images de ladite face de jonction (52) soient formées dans un même plan (83) situé en amont de la face de jonction.
  8. Module optique (20) selon la revendication 5, dans lequel chaque organe optique (8) est une facette d’un même réflecteur, ladite facette présentant une inclinaison distincte de l’inclinaison de chaque autre facette dudit réflecteur.
  9. Module optique (1, 20) selon l’une des revendications 4 à 8, dans lequel la face d’entrée (51) de chaque guide de lumière primaire (5) est reliée à la face de jonction (52) dudit guide de lumière primaire par une enveloppe (53) telle que chaque point du contour de la face d’entrée est relié à un point du contour de la face de jonction par une droite.
  10. Module optique (1, 20) selon l’une des revendications 4 à 9, dans lequel l’organe optique de sortie (6) présente une face de sortie (62) sensiblement en forme de dôme lisse.
  11. Système lumineux (10) d’un véhicule automobile, comprenant un module optique (1, 20) selon l’une des revendications précédentes.
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