FR2685095A1 - Lentille pour une lampe et procede de fabrication d'une matrice pour cette lentille. - Google Patents
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Abstract
La Lentille comportant un grand nombre d'échelons de lentille de Fresnel façonnés sur une surface d'incidence de la lentille, ayant une partie courbe, se caractérisé en ce qu'un vecteur tangentiel (W) au niveau d'un point arbitraire (PO) d'une surface limite de réfraction (S) des échelons d'une lentille de Fresnel est dans la même direction qu'un produit vectoriel d'un vecteur normal (N-IN) de la surface de limite de réfraction des échelons de lentille de Fresnel et d'un vecteur normal (N-OUT) d'une surface de sortie (9) de la lentille au niveau d'un point de réfraction où un rayon réfracté par la surface limite de réfraction des échelons de lentille de Fresnel est réfracté.
Description
LENTILLE POUR UNE LAMPE ET PROCEDE DE
FABRICATION D'UNE MATRICE POUR CETTE
LENTILLE
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
1 Domaine de l'Invention La présente invention est conçue pour fournir une lentille à utiliser dans une lampe qui peut fournir une distribution de brillance uniforme et une bonne visibilité, et un procédé de fabrication d'une
matrice pour façonner cette lentille.
2 Description de l'Art Antérieur
Parmi les lampes de véhicule il existe un type présentant une structure dans laquelle une lentille intérieure pour commander une lumière directe issue d'une source lumineuse et une lumière de réflexion issue d'un réflecteur est disposée dans un espace de lampe défini par un corps de lampe et une lentille extérieure La lentille intérieure est un produit formé d'une résine synthétique transparente, et comporte des échelons de lentille de Fresnel et des échelons de prisme
sur une de ses surfaces.
Comme montré en Figure 16, une lampe 1 est conçue pour avoir une surface de sortie courbe d'une lentille extérieure 2 qui se conforme à une forme de
corps d'un véhicule.
Dans la lampe 1, l'axe optique x-x d'un réflecteur 3 s'étend dans la direction avant-arrière du véhicule en passant par le centre d'un filament d'une ampoule 4 Une lentille intérieure 5 est disposée entre l'ampoule 4 et la lentille extérieure 2 C'est à dire que la lentille intérieure 5 est placée immédiatement à côté de la lentille extérieure 2, et est influencée, comme la lentille extérieure 2, par la forme du corps du véhicule pour avoir une surface de sortie 6 en supposant
une forme courbe.
La lentille intérieure 5 est constituée d'une partie en forme de plaque 5 a et d'une partie courbe b qui est en relation continue avec la partie en forme de plaque 5 a et incurvée de façon croissante lorsque la direction atteint une extrémité dans la position longitudinale Des échelons de lentille de Fresnel 7, 7, sont formés sur la surface intérieure au voisinage de l'axe optique x-x, et des échelons de prisme 8,8 sont formés autour des échelons de lentille de Fresnel
7,7
La Figure 17 est une vue en coupe montrant la partie principale d'une lentille intérieure en forme
de plaque 5.
Les échelons de lentille de Fresnel b,b, sont façonnés sur une surface d'incidence de la lentille intérieure a au voisinage de l'axe optique x-x du réflecteur 3, et les échelons de prisme c,c sont façonnés autour des échelons de Fresnel b, b Par la réfraction à travers les échelons de lentille de Fresnel bb, les rayons paraxiaux de la lumière émise à partir d'une ampoule d sont commandés pour devenir parallèles à l'axe optique de la lampe Les rayons extérieurs de la lumière issue de l'ampoule d qui s'écartent de l'axe optique de la lampe pour aller vers la surface périphérique de la lentille intérieure sont commandés par la réflexion totale à travers les échelons de prisme
c,c, pour devenir parallèles à l'axe optique.
Cette structure est employée parce que les rayons paraxiaux ont de petits angles d'incidence par rapport à la lentille intérieure a et peuvent être commandés par le phénomène de réfraction, mais les rayons extérieurs partant de l'axe optique ont de grands angles d'incidence par rapport à la lentille intérieure a En conséquence, il est difficile de commander les
rayons extérieurs par réfraction.
Afin de s'adapter à la récente tendance de dessin qui fait que les corps de véhicule sont arrondis ou de ligne aérodynamique pour améliorer les caractéristiques aérodynamiques des véhicules et pour satisfaire aux exigences du dessin,il est nécessaire de dessiner une forme de lampe ayant une courbe qui se conforme à la forme externe d'un corps de véhicule ou ayant une inclinaison par rapport à la direction verticale Par conséquent, il n'est pas possible pour la lentille intérieure d'etre limitée à une forme en forme de plaque, c'est à dire, qu'en général la lentille
intérieure doit inclure une forme courbe.
La Figure 18 montre de façon conceptuelle un exemple d'un procédé de façonnage d' échelons de lentille
sur une surface courbe d'une lentille intérieure.
Pour simplifier la description, il est
supposé que les échelons de lentille doivent être formés sur une surface sphérique, comme montré en Figure 18 On peut concevoir un procédé dans lequel une lentille intérieure en forme de plaque f sur laquelle des échelons de lentille doivent être formés sur la base de cercles de référence concentriques e,e est utilisée comme modèle de référence du dessin, et dans lequel les cercles de référence concentriques ee sont projetés sur une surface sphérique g Dans ce cas, les échelons d'une lentille de Fresnel et les échelons de prisme sont façonnés sur la surface sphérique g sur la base des cercles de référence h,h qui sont concentriques à l'axe optique. Tandis que le procédé ci-dessus permet un dessin relativement facile, il rencontrera une difficulté dans la commande précise des trajectoires lumineuses Il en résulte que des rayons parallèles ne peuvent pas être obtenus sur la surface totale de la lentille intérieure, et que la distribution de
luminosité sera irrégulière.
Ceci est un résultat naturel du fait qu'une construction d'optique fine n'est pas réalisée sur les échelons de lentille selon la forme de surface de la lentille intérieure La partie de la lentille intérieure qui n'est pas très courbe, c'est à dire, en général la partie plate 5 a, n'entraînera aucun problème Mais la partie 5 b dans laquelle la courbure varie grandement entraînera une déviation considérable de la distribution de brillance souhaitée en raison d'une contribution de
rayons inattendus.
Pour éviter le problème ci-dessus, il est nécessaire de modifier le procédé de façonnage des
échelons de lentille Cependant, selon le procédé ci-
dessus, une progression correcte de construction ne peut être obtenue facilement Par conséquent, beaucoup de temps et de travail sont nécessaires pour dessiner la lentille intérieure, et son dessin final et sa
performance dépendront des expériences du concepteur.
RESUME DE L'INVENTION
Pour résoudre les problèmes décrits ci-
dessus, selon la présente invention, une lentille pour une lampe dans laquelle un grand nombre d' échelons de lentille de Fresnel et/ou d' échelons de prisme sont formés sur une surface d' incidence de la lentille présentant une partie courbe, est caractérisée en ce qu'un vecteur tangentiel au niveau d'un point arbitraire d'une surface limite de réfraction des échelons de Lenti L Le de Fresne L ou d'une surface de réflexion totale des échelons de ori-sme est dans La même direction qu'un produit vectoriel d'un vecteur normal de la surface de limite de réfraction des échelons de lentille de Fresnel ou de la surface de -réflexion totale des échelons de lentille de prisme et d'un vecteur normal d'une surface de sortie de la lentille au niveau d'un point de réfraction o un rayon réfracté par la surface limite de réfraction des échelons de lentille de Fresnel ou réfléchi par la surface de réflexion totale des échelons du prisme est réfracté. De plus, selon l'invention, il existe un procédé de fabrication d'une matrice pour façonner une lentille pour une lampe dans lequel un grand nombre d'échelons de lentille de Fresnel et/ou d' échelons de prisme sont formés sur une surface d' incidence de la lentille présentant une partie courbe Selon ce procédé, une direction d'un rayon incident par rapport à une surface de sortie est d'abord déterminée suivant la loi de réfraction et sur la base d'une direction normale au niveau d'un point de réfraction de la surface de sortie et d'une direction de rayons parallèles de façon que les rayons de sortie issus de la lentille deviennent les rayons parallèles Ensuite, une surface limite de réfraction est déterminée selon la loi de réfraction dans le cas des échelons de lentille de Fresnel ou une surface de réflexion totale est déterminée selon la loi de réflexion dans le cas des échelons de prisme, sur la base d'une direction d'un rayon incident par rapport à la surface d'incidence de la lentille et la direction du rayon incident par rapport à la surface de sortie qui est obtenue ci-dessus Ensuite, un vecteur calculé comme un produit vectoriel d'un vecteur normal de la surface de limite de réfraction des échelons de lentille de Fresnel ou de la surface de réflexion totale des échelons de prisme et du vecteur normal au niveau du point de réfraction de la surface de sortie est employé comme vecteur de direction pour déterminer une direction de façonnage de la surface limite de réfraction ou de la surface de réflexion totale Une courbe fermée est alors générée en reliant ces vecteurs de direction comme des vecteurs tangentiels en utilisant une approximation spline Finalement, une rainure formée en V présentant une surface inclinée correspondant aux surfaces limites de réfraction et/ou aux surfaces de réflexion totale est façonnée sur un matériau de matrice le long de la courbe fermée.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La Figure 1 est un diagramme de la trajectoire lumineuse illustrant un échelon de lentille de Fresnel selon la présente invention La Figure 2 est un dessin montrant la réfraction par une surface de sortie d'une lentille en
liaison avec 1 ' échelon de lentille de Fresnel.
La Figure 3 est un dessin montrant la réfraction par une surface limite de réfraction de
l'échelon de lentille de Fresnel.
La Figure 4 est un dessin montrant une direction dans laquelle la surface limite de réfraction
de 1 ' échelon de lentille de Fresnel est façonnées.
La Figure 5 est un dessin montrant une courbe fermée qui est nécessaire dans un procédé de fabrication de la surface limite de réfraction de
l'échelon de la lentille de Fresnel.
La Figure 6 est un dessin montrant une trajectoire lumineuse par rapport à une partie des
échelons de lentille de Fresnel.
La Figure 7 est un dessin montrant une rainure en forme de V formée sur une matrice qui correspond à la surface de limite de réfraction de 1 ' échelon de
lentille de Fresnel.
La Figure 8 est un diagramme de trajectoire lumineuse illustrant un échelon de prisme selon l'invention. La Figure 9 est un dessin montrant une réfraction par la surface de sortie de la lentille en
rapport avec 1 ' échelon de prisme.
La Figure 10 est un dessin montrant une réflexion par une surface de réflexion totale de 1 '
échelon de prisme.
La Figure 11 est un dessin montrant une direction dans laquelle la surface de réflexion totale
de 1 ' échelon de prisme est façonnée.
La Figure 12 est un dessin montrant une courbe fermée qui est nécessaire dans un procédé de fabrication de la surface de réflexion totale de
l'échelon de prisme.
La Figure 13 est un dessin montrant une trajectoire lumineuse par rapport à une partie de
l'échelon de prisme.
La Figure 14 est un dessin montrant une rainure en forme de V formée sur la matrice qui correspond à la surface de réflexion totale de 1 ' échelon de prisme. La Figure 15 est un dessin montrant les courbes fermées utilisées pour la formation des rainures en forme de V dans la fabrication de la matrice pour une
lentille intérieure.
La Figure 16 est une vue en coupe montrant schématiquement un exemple d'une configuration
conventionnelle d'une lampe pour véhicule.
La Figure 17 est une vue en coupe montrant schématiquement des échelons de lentille de Fresnel et des échelons de prisme façonnés sur une lentille
intérieure en forme de plaque.
La Figure 18 est un dessin schématique montrant comment de cercles de référence concentriques, qui sont nécessaires dans l'étape de dessin d'un procédé de façonnage d' échelons de lentille de Fresnel et d' échelons de prisme sur la lentille intérieure en forme de
plaque, sont projetés sur une surface sphérique.
DESCRIPTION DES MODES PREFERES DE REALISATION
La Figure 16, qui a été décrite précédemment, montre une configuration d'une lentille intérieure d'une lampe arrière d'un véhicule auquel
l'invention peut être appliquée.
Selon l'invention, l'inclinaison de la surface limite deréfractionde l'échelon de lentille de Fresnel ou de la surface de réflexion totale de l'échelon de prisme qui correspond au point de réfraction sur la surface de sortie de la lentille est déterminée de façon à se conformer à la forme courbe de la surface de sortie, c'est à dire de façon que les rayons réfractés par la surface limite de réfraction de 1 ' échelon de lentille de Fresnel ou totalement réfléchis par la surface de réflexion totale de 1 'échelon de prisme sont réfractés par
la surface de sortie pour devenir des rayons parallèles.
Il en résulte qu 'on peut éviter une irrégularité dans la distribution de brillance qui serait autrement provoquée par une lumière non commandée avec précision De plus, les échelons de lentille de Fresnel et les échelons de prisme peuvent être dessinés selon la procédure qui est évidente
en termes de propriétés optiques.
Une lentille pour une lampe et un procédé de fabrication d'une matrice pour celle-ci selon la présente invention sont décrits ci-après à titre de mode de
réalisation accompagné des dessins.
La Figure 1 illustre une action de réfraction des échelons de lentille de Fresnel 7,7,o un rayon lumineux est réfracté deux fois tandis qu'il passe à travers un échelon de lentille Le numéro de référence 9 dénote une courbe qui représente la surface de sortie 6 de la lentille intérieure 5, et est une ligne en coupe transversale obtenue lorsque la surface de sortie 6 est coupée par un plan horizontal contenant l'axe optique Cette ligne est d'abord donnée comme une forme se conformant à la forme du corps du véhicule Une ligne pointillée Lf en Figure 1 indique une trajectoire lumineuse Un vecteur VIN est un vecteur de direction d'un rayon incident, et un vecteur V est un vecteur de
direction d'un rayon réfracté.
Le caractère de référence A dénote une ligne
droite représentant une surface limite S de réfraction.
Un vecteur NIN est un vecteur normal de la surface
limite S au niveau d'un point incident PI.
Un vecteur VOUT est un vecteur de direction d'un rayon réfracté sur la surface de sortie 6, et un vecteur NOUT est un vecteur normal de la surface de sortie 6 au niveau d'un point PO sur la ligne
d'intersection 9.
S'il est requis que le vecteur de direction V_OUT du rayon finalement déterminé soit parallèle à l'axe optique x-x, la trajectoire Lf est déterminée uniquement suivant la loi de Snell lorsque l'épaisseur
de la lentille est spécifiée.
C'est à dire que la direction du vecteur V peut être déterminée à partir du parallélisme du vecteur V_OUT et de l'axe optique x-x,d' un angle de réfraction formé par le vecteur normal NOUT et le vecteur VOUT, et d'un indice de réfraction de la lentille intérieure 5 De plus, le vecteur normal NIN et la surface limite S peuvent etre déterminés à partir des vecteurs V et VIN. Les Figures 2-7 montrent, étape par étape,un procédé de fabrication d'une matrice pour les échelons de lentille de Fresnel 7,7 Comme il est apparent à partir du fait qu'une coupe transversale obtenue en coupant 1 ' échelon de lentille de Fresnel 7 par un plan incluant l'axe optique présente une forme triangulaire, une matrice pour fabriquer la lentille peut être réalisée en façonnant,par usinage NC (à commande numérique), des rainures en forme de V correspondant aux échelons
respectifs sur un matériau de matrice.
D'abord, comme montré en Figure 2, sur une surface de sortie de dessin K, le vecteur V est déterminé selon la loi de Snell à partir du vecteur normal NOUT au niveau du point de sortie PO et le vecteur de direction V_OUT d'un rayon réfracté qui passe par le point PO et qui est parallèle à l'axe optique x-x En général, la surface de sortie K est une surface libre qui ne peut pas être
exprimée par une fonction analytique.
Ensuite, comme montré en Figure 3, la surface limite S de réfraction et le vecteur normal NIN de celle-ci sont déterminés selon la loi de Snell à partir du vecteur V et du vecteur de direction VIN du rayon incident. Alors, comme montré en Figure 4, un produit vectoriel (produit de vecteurs) des vecteurs NOUT et NIN est calculé comme vecteur W, qui est contenu dans la surface limite S et a une direction indiquant une direction de façonnage de la surface limite S. La Figure 5 montre une courbe fermée 10, qui est une courbe spline ayant des vecteurs W obtenus séquentiellement au niveau des points variables respectifs PO comme vecteurs tangentiels La courbe fermée 10 présente l'axe optique x-x comme sa ligne centrale et est placée sur le côté de la source lumineuse de la surface de sortie K, et sert de ligne de référence
pour usiner la matrice.
En général, la ligne fermée 10 n'est pas circulaire lorsque vue le long de l'axe optique, ce qui est compris en considérant que c'est un cas très spécial que les surfaces limites S au niveau des points
respectifs soient incluses dans une seule sphère.
Comme montré en Figure 6, le rayon incident est réfracté par la très petite surface S formée sous la surface de sortie K, et de plus réfracté par la surface il de sortie K pour sortir comme un rayon parallèle à l'axe optique En reliant les très petites surfaces S le long de la courbe fermée 10, une surface limite continue se
rapportant à un échelon de Fresnel 7 est formée.
La Figure 7 montre comment une rainure en forme de V 11 est façonnée sur un matériau de matrice M en commandant le mouvement d'un outil de coupe le long de la courbe fermée 10 Une surface d'inclinaison extérieure lla de la rainure en forme de V 11 concerne la formation de la surface d'incidence de l'échelon de lentille de Fresnel 7 Un angle d'une surface d'inclinaison intérieure de la rainure en forme de V 11 par rapport à l'axe optique est établi à une valeur constante pour
commodité de l'extraction de la matrice.
Puis, la formation des échelons de prisme
8,8, est décrite.
La Figure 8 illustre des actions de réflexion totale et de réfraction des échelons de prisme 8,8 Tout en passant à travers l'échelon de lentille 8, le rayon lumineux est d'abord réfracté, puis
totalement réfléchi, et de nouveau réfracté.
Le numéro de référence 12 indique une courbe qui représente la surface de sortie 6 de la lentille intérieure 5, et qui est une ligne en coupe transversale obtenue en coupant la surface de sortie 6 par une plan horizontal incluant l'axe optique Cette courbe est d'abord donnée comme une forme se conformant à
la forme du corps du véhicule.
Une ligne en pointillé Lp en Figure 8 indique un trajet de lumière Un vecteur v IN est un vecteur de direction d'un rayon incident, et un vecteur v est un
vecteur de direction d'un rayon réfracté.
Le caractère de référence B indique une ligne droite qui représente une surface de réflexion totale R, et un vecteur n-IN est un vecteur normal de la surface de
réflexion totale R au niveau d'un point incident QI.
Un vecteur v_OUT est un vecteur de direction d'un rayon réfracté sur la surface de sortie 6, et un vecteur n OUT est un vecteur normal de la surface de sortie 6 au niveau d'un point QO sur la ligne
d'intersection 12.
S'il est requis que le vecteur de direction v_OUT d'un rayon finalement déterminé soit parallèle à l'axe optique x-x, le trajet Lp est uniquement déterminé suivant la loi de Snell et la loi de réflexion totale
lorsque l'épaisseur de la lentille est spécifiée.
C'est à dire que la direction du vecteur v peut être déterminée à partir du parallélisme du vecteur v_OUT et de l'axe optique x-x, d'un angle de réfraction formé par le vecteur normal n-OUT et le vecteur v OUT, et d'un indice de réfraction de la lentille intérieure 5 De plus, le vecteur normal n-IN et la surface de réflexion totale R peuvent être déterminés à partir des vecteurs v
et v IN.
Il est noté que dans le calcul ci-dessus une approximation est utilisée, savoir que la direction du rayon incident n'est pas changée à travers la première réfraction, ou qu'un changement de direction est petit
de façon négligeable.
Les Figures 9-14 montrent, étape par étape, un procédé de construction d'une matrice pour les échelons de prisme 8,8 La matrice est réalisée en façonnant,par usinage NC, des rainures en forme de V correspondant aux étapes respectives sur le matériau de matrice. Comme montré en Figure 9, sur la surface de sortie K, le vecteur v est déterminé selon la loi de Snell à partir du vecteur normal n OUT au niveau du point de sortie QO et du vecteur de direction v OUT du rayon réfracté qui passe par le point QO et qui est parallèle à
l'axe optique x-x.
Ensuite, comme montré en Figure 10, la surface de réflexion totale R et le vecteur normal n IN de celle-ci sont déterminés suivant la loi de réflexion du vecteur v et du vecteur de direction v In du rayon incident. Puis, comme montré en Figure 11, un produit vectoriel (produit de vecteurs) des vecteurs n OUT et n IN est calculé comme vecteur w, qui est contenu dans la surface de réflexion totale R et indique une direction de façonnage de la surface de réflexion totale R. La Figure 12 montre une courbe fermée 13 qui est obtenue comme courbe spline laquelle est une courbe spline présentant des vecteurs W obtenus séquentiellement au niveau des points variables respectifs QO comme vecteurs tangentiels La courbe fermée 13 est une ligne d'usinage ayant l'axe optique x-x comme sa ligne de centre et située sur le côté de la source lumineuse de la surface de sortie K. Il est noté qu'en général la courbe fermée 13 n'est pas circulaire quand vue le long de l'axe optique. Comme montré en Figure 13, la lumière incidente est d'abord réfractée par une très petite surface d' incidence I formée sous la surface de sortie K, ensuite réfléchie par la très petite surface de réflexion totale R, et réfractée à nouveau par la surface de sortie K, pour sortir finalement parallèle à l'axe optique Une surface de réflexion totale continue se rapportant à un échelon de prisme 8 est formée en reliant les très petites surfaces R de réflexion tota Le Le
Long de La courbe fermée 13.
La Figure 14 montre une rainure en forme de V façonnée par un outil de coupe le long de la courbe fermée 13 Une surface d'inclinaison intérieure 14 a de la rainure en forme de V 14 se rapporte à la formation de la surface incidente I de l'échelon de prisme 8, et une surface d'inclinaison extérieure 14 b de la rainure 14 se rapporte à la formation de la surface de réflexion totale R de l'échelon de prisme 8 Un angle de la surface d'inclinaison 14 a par rapport à l'axe optique est établi à une valeur constante pour commodité de l'extraction de
la matrice.
En Figure 15, la partie, située au voisinage de l'axe optique, de la matrice (incluant les courbes fermées 10, 13) pour la lentille intérieure 5 est agrandie. Comme décrit ci-dessus, il est rare qu'une lentille pour une lampe de véhicule ait une surface compliquée C'est à dire qu'en général, elle est constituée d'une partie principale en forme de plaque et d'une partie à courbure croissante qui est en relation
continue avec la partie principale.
Les numéros de référence 15,15, en Figure 15 dénotent des courbes fermées servant de référence à la formation des rainures en forme de V sur la matrice La partie des courbes fermées 15,15, située sur le côté droit de la ligne V-V se rapporte aux échelons à former sur la partie en forme de plaque 5 a de la lentille intérieure 5, et comporte les mêmes intervalles sur la
ligne H-H.
Des points sur la ligne H-H sont choisis comme les origines des courbes fermées 15,15, La partie restante des courbes fermées 15,15 située sur le côté gauche de la ligne V-V se rapporte aux échelons à former sur la partie courbe 5 b de la lentille intérieure 5 On peut trouver une tendance à ce que l'intervalle des courbes fermées 15, 15 augmente progressivement lorsque la position S 'avance le long de la courbe fermée de son intersection avec la ligne
V-V vers son intersection avec la ligne H-H.
A savoir que les courbes fermées ,15 sont obtenues en disposant d'abord, à intervalles réguliers, les origines pour le façonnage de ces courbes sur une ligne d'intersection obtenue en coupant la partie plate de la surface de référence de la matrice par un plan horizontal incluant l'axe optique, et en réalisant ensuite l'approximation spline comme décrit ci-dessus en liaison avec les Figures 5 et 12 Une courbe fermée suppose généralement un arc de cercle autour de la partie plate de la matrice, et suppose une forme dilatée vers l'extérieur à partir d'un arc de cercle autour de la
partie courbe de la matrice.
Par conséquent, la lentille intérieure 5 présente des caractéristiques de configuation telles que les lignes de limite entre les échelons adjacents formés sur la partie en forme de plaque 5 a sont des arcs de cercles concentriques, et que les lignes de limite entre les échelons adjacents formés sur la partie courbe 5 b sont des courbes déviant progressivement des arcs de cercle concentriques. Ainsi, comme il est apparent à partir du processus de façonnage des échelons de lentille de Fresnel 7,7, et des échelons de prisme 8,8,, les surfaces limites de réfraction et les surfaces de réflexion totale sont définies avec la surface de sortie 6 de la lentille intérieure 5 comme référence de sorte qu'au niveau de chaque position le rayon réfracté est dirigé parallèlement à l'axe optique x-x Par conséquent, la commande précise du trajet de lumière peut être réalisée
selon la forme de surface de la lentille intérieure 5.
En particulier, Les échelons de prisme ou de lentille de Fresnel sont disposés sensiblement à intervalles réguliers le long d'une première ligne radiale située dans la partie en forme de plaque de la lentille, et à intervalles irréguliers le long d'une seconde ligne
radiale située dans la partie courbe de la lentille.
Comme il est apparent à partir de la
description ci-dessus, selon la lentille à utiliser dans
une lampe et le procédé de fabrication de la matrice pour cette lentille de l'invention, les échelons peuvent être dessinés en définissant les pentes des surfaces limites de réfraction des échelons d'une lentille de Fresnel ou celles des surfaces de réflexion totale des échelons du prisme suivant la forme courbe de la surface de sortie de la lentille de façon que les rayons réfractés sortent toujours de la surface de sortie comme des rayons parallèles Il en résulte qu'une commande de distribution de lumière précise peut être obtenue selon
les lois des propriétés de l' optique.
Bien que le mode de réalisation ci-dessus soit dirigé vers le cas dans lequel l'invention est appliquée à la lentille intérieure de la lampe d'un véhicule, il est apparent que l'invention n'est pas limitée à un tel cas mais peut généralement être appliquée
à une grande diversité de lentilles pour Lampes.
Claims (12)
1 Lentille pour une lampe dans laquelle un grand nombre d'échelons de Lentil Le de Fresnel ( 7) sont façonnés sur une surface d' incidence de la lentille ayant une partie courbe ( 5 b), caractérisée en ce qu 'un vecteur tangentiel (W) au niveau d'un Point arbitraire (PO' d'une surface limite de réfraction (S) des échelons d'une lentille de Fresnel est dans la même direction qu'un produit vectoriel d'un vecteur normal (NIN) de La surface de Limite de réfraction des échelons de lentille de Fresnel et d'un vecteur normal (N OUT) d'une surface de sortie ( 9) de la Lentille au niveau d'un point de réfraction o un rayon réfracté par la surface limite de réfraction des échelons de lentille
de Fresnel est réfracté.
2 Lentille pour une lampe selon la revendication 1, dans laquelle les rayons réfractés par la surface limite de réfraction de l'échelon d'une lentille de Fresnel sont réfractés au niveau de la surface de sortie C 9) pour devenir des rayons
parallèles.
3 Lentille pour une lampe dans laquelle un grand nombre d'échelons de prisme ( 8) sont façonnés sur une surface d' incidence de la lentille comportant une partie courbe, caractérisée en ce qu'un vecteur tangentiel au niveau d'un point arbitraire de la surface de réflexion (R) totale des échelons de prisme est dans la même direction qu'un produit vectoriel d'un vecteur normal (n IN) de La surface de réflexion totale des échelons de lentille de prisme et d'un vecteur normal (n OUT) d'une surface de sortie de la lentille au niveau d'un point de réfraction (QO) o un rayon réfléchi par la surface de réflexion totale des échelons
de prisme est réfracté.
4 Lentille pour une lampe selon la revendication 3, dans laquelle les rayons totalement réfléchis par la surface de réflexion totale de l'échélon de prisme sont réfractés au niveau de la
surface de sortie pour devenir des rayons parallèles.
Procédé de fabrication d'une matrice (M) pour façonner une Lentille ( O) pour une Lampe ayant un axe optique (xx) et dans lequel un grand nombre d'échelons de lentille de Fresnel ( 7) sont façonnés sur une surface d'incidence de la lentille présentant une partie courbe ( 5 b), caractérisé par Les étapes consistant à ( 1) déterminer, selon la loi de réfraction et basée sur une direction normale au niveau d'un point de réfraction d'une surface de sortie et une direction des rayons parallèles audit axe optique, une direction d'un rayon incident par rapport à la surface de sortie de façon à ce que les rayons de sortie issus de la lentille deviennent des rayons parallèles; ( 2) déterminer une surface limite de réfraction selon la loi de la réfraction dans le cas des échelons de lentille de Fresnel, basée sur une direction d'un rayon incident par rapport à la surface d'incidence de la lentille et sur la direction du rayon incident par rapport à la surface de sortie qui est obtenue dans l'étape ( 1); ( 3) employer un vecteur calculé comme un produit vectoriel d'un vecteur normal de la surface limite qui est obtenue dans l'étape ( 2) et du vecteur normal au niveau du point de réfraction de la surface de sortie dans l'étape ( 1) comme un vecteur de direction déterminant une direction de façonnage de ladite surface limite de l'étape ( 2); ( 4) générer une courbe fermée en reliant les vecteurs de direction obtenus dans l'étape ( 3) comme des vecteurs tangentiels en utilisant une approximation spline; et ( 5) façonner, sur un matériau de matrice, une rainure en forme de V présentant une surface d'inclinaison correspondant aux surfaces limites obtenues dans l'étape ( 2) le long de la courbe fermée
obtenue dans l'étape ( 4).
6 Procédé de fabrication d'une matrice pour façonner une lentille pour une lampe présentant un grand nombre d'échelons de lentille de Fresnel ( 7) selon La revendication 5, dans lequel lesdites étapes de détermination sont réalisées en utilisant la loi de Snell. 7 Procédé de fabrication d'une matrice pour façonner une lentille pour une lampe présentant un grand nombre d'échelons de lentil Le ( 7) de Fresnel selon la revendication 5, dans lequel ladite courbe fermée n'est
pas circulaire lorsque vue le long dudit axe optique.
8 Procédé de fabrication d'une matrice pour façonner une lentille pour une lampe présentant un grand nombre d'échelons de lentille ( 7) de Fresnel selon la revendication 5, dans lequel ladite courbe de l'étape ( 4) comporte ledit axe optique en son centre et est placée
sur le côté source lumineuse de ladite lentille.
9 Procédé de fabrication d'une matrice (Pi) pour façonner une lentille pour une lampe présentant un axe optique et dans lequel un grand nombre d'échelons de prisme ( 8) sont 'façonnés sur un grand nombre d'échelons de lentille comportant une partie courbe, caractérisé par les étapes consistant à: ( 1) déterminer, selon la loi de la réfraction et sur la base d'une direction normale au niveau d'un point de réfraction d'une surface de sortie et d'une direction de rayons parallèles audit axe optique, une direction d'un rayon incident par rapport à la surface de sortie de sorte que les rayons de sortie issus de la lentille deviennent des rayons parallèles; ( 2) déterminer une surface de réflexion totale selon la loi de réflexion dans le cas des échelons de prisme, sur la base d'une direction d'un rayon incident par rapport à la surface d'incidence de la lentille et de la direction du rayon incident par rapport à la surface de sortie qui est obtenue dans l'étape ( 1); ( 3) utiliser un vecteur calculé comme un produit vectoriel d'un vecteur normal de la surface de réflexion totale qui est obtenue dans l'étape ( 2) et du vecteur normal au niveau du point de réfraction de la surface de sortie dans l'étape ( 1) comme un vecteur de direction déterminant une direction de façonnage de la surface de réflexion de l'étape ( 2); ( 4) générer une courbe fermée en reliant les vecteurs de direction obtenus dans l'étape ( 3) comme des vecteurs tangentiels en utilisant une approximation spline; et ( 5) façonner, sur un matériau de matrice, une rainure en forme de V présentant une surface d'inclinaison correspondant aux surfaces de réflexion totale obtenues dans l'étape ( 2) le long de la courbe fermée obtenue dans l'étape ( 4) Procédé de fabrication d'une matrice pour façonner une lentille pour une lampe comportant un grand nombre d'échelons de prisme ( 8) selon La revendication 9, dans lequel lesdites étapes de détermination sont
conduites en utilisant la loi de Snell.
11 Procédé de fabrication d'une matrice pour façonner une lentille pour une lampe comportant un grand nombre d'échelons de prisme selon la revendication 9, dans lequel ladite courbe fermée n'est pas circulaire lorsque
vue le long dudit axe optique.
12 Procédé de fabrication d'une matrice pour façonner une lentille pour une lampe comportant un grand nombre d'échelons de prisme selon la revendication 9, dans lequel ladite courbe de l'étape ( 4) présente ledit axe optique en son centre et est située sur le côté
de la source ( 4) Lumineuse de Ladite Lenti L Le.
13 Procédé de fabrication d'une iatrice (M) pour façonner une lentille comportant un grand nombre d'échelons de prisme ( 8) selon La revendication 9, dans lequel un grand nombre d'échelons de lentille de Fresnel sont également formés sur la surface d'incidence de la lentille, ledit procédé étant caractérisé en plus par les étapes consistant à: ( 1) déterminer, selon la loi de la réfraction et sur la base d'une direction normale au niveau d'un point de réfraction de la surface de sortie et d'une direction des rayons parallèles audit axe optique, une direction d'un rayon incident par rapport à la surface de sortie de façon que les rayons de sortie issus de la lentille deviennent des rayons parallèles; ( 2) déterminer une surface limite de réfraction selon la loi de réfraction dans le cas des échelons d'une lentille de Fresnel, sur la base d'une direction d'un rayon incident par rapport à la surface d' incidence de la lentille et la direction du rayon incident par rapport à la surface de sortie qui est obtenue dans l'étape ( 1); ( 3) utiliser un vecteur calculé comme un produit vectoriel d'un vecteur normal de la surface de limite qui est obtenue dans l'étape ( 2) et du vecteur normal au niveau du point de réfraction de la surface de sortie de l'étape ( 1) comme un vecteur de direction déterminant une direction de façonnage de ladite surface de limite de l'étape ( 2); ( 4) générer une courbe fermée en reliant les vecteurs de direction obtenus dans l'étape ( 3) comme vecteurs tangentiels en utilisant une approximation spline; et ( 5) façonner, sur un matériau de matrice,une rainure en forme de V présentant une surface d'inclinaison correspondant aux surfaces limites obtenues dans l'étape ( 2) le long de la courbe fermée
obtenue dans l'étape ( 4).
14 Lentille pour une lampe selon la revendication 1, dans laquelle un grand nombre d'échelons de prisme sont également façonnés sur la surface d'incidence de la lentille, caractérisée en ce qu'un vecteur tangentiel au niveau d'un point arbitraire d'une surface de réf Lexion totale des échelons de prisme ( 8) est dans la même direction qu'un produit vectoriel d'un vecteur normal de la surface de réflexion totale des échelons de lentille du prisme et d' un vecteur normal d'une surface de sortie de la lentille au niveau d'un point de réfraction o un rayon réfléchi par la surface de réflexion totale des échelons de prisme est réfracté. Lentille pour une lampe dans laquelle un grand nombre d'échelons de lentille de Fresnel sont formés sur une surface d'incidence de la lentille comportant une partie en forme de plaque et une partie courbe, caractérisée en ce que les échelons de lentille de Fresnel sont disposés sensiblement à intervalles réguliers le long d'une première ligne radiale située dans la partie en forme de plaque de la lentille, et à intervalles irréguliers le long d'une seconde ligne
radiale située dans la partie courbe de la lentille.
16 Lentille pour une lampe dans laquelle un grand nombre d'échelons de prisme sont formés sur une surface d'incidence de la lentille comportant une partie en forme de plaque et une partie courbe, caractérisée en ce que les échelons de prisme sont disposés sensiblement à intervalles réguliers le long d'une première ligne radiale située dans la partie en forme de plaque de la lentille, et à intervalles irréguliers le long d'une seconde ligne radiale située dans la partie courbe de la
lenti Lle.
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