FR2930812A1 - Lentille de projection pour un phare de vehicule automobile, module de projection et phare de vehicule automobile du type a projection - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une lentille (20) de projection pour un phare de véhicule automobile comprenant une surface d'entrée de la lumière tournée vers une source lumineuse du phare et une surface convexe opposée de sortie de la lumière. Pour obtenir une correction de la frange colorée, il est introduit dans le trajet du faisceau, dans le sens (24) de sortie de la lumière après la lentille (20), au moins un premier élément de correction efficace optiquement, qui provoque une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction verticale. Il est introduit, dans le trajet du faisceau, dans le sens de sortie de la lumière après la lentille (20), au moins un autre élément de correction efficace optiquement qui provoque une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction horizontale.

Description

LENTILLE DE PROJECTION POUR UN PHARE DE VEHICULE AUTOMOBILE, MODULE DE PROJECTION ET PHARE DE VEHICULE AUTOMOBILE DU TYPE A PROJECTION La présente invention concerne une lentille de projection pour un phare de véhicule automobile comprenant une surface d'entrée de la lumière tournée vers la source lumineuse du phare et une surface convexe opposée de sortie de la lumière. Pour obtenir une correction des interférences colorées, il est introduit, dans le trajet du faisceau dans le sens de sortie de la lumière après la lentille, au moins un premier élément de correction efficace optiquement, qui provoque une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction verticale. L'invention concerne, en outre, un module de projection pour un phare de véhicule automobile, ainsi qu'un phare de véhicule automobile du type à projection ayant une lentille de projection de ce genre.

On connaît des modules de projection et des phares de véhicule automobile du type à projection en des modes de réalisation différents dans l'état de la technique. Par le DE 199 33 414 Al, on connaît, par exemple, un module de projection ou un phare de véhicule automobile du type à projection, dans lequel entre la source lumineuse et la lentille de projection est disposé un dispositif à diaphragme comprenant au moins un élément de diaphragme pour offusquer une partie de la lumière réfléchie par le réflecteur et/ou émise par la source lumineuse. Le dispositif à diaphragme est monté pivotant autour d'un axe horizontal s'étendant transversalement et à distance de l'axe optique du réflecteur de sorte qu'il peut être pivoté dans le trajet du faisceau pour la production d'une répartition de feu de code et hors du trajet du faisceau pour la production d'une répartition de feu de route. Lorsque le dispositif à diaphragme se trouve dans sa position pour un feu de code, bord supérieur du dispositif à diaphragme est projeté sur la chaussée devant le véhicule par la lentille de projection en tant que limite claire-obscure de la répartition de feu de code. En variante ou en plus, le dispositif à diaphragme peut avoir plusieurs éléments de diaphragme pouvant pivoter autour de l'axe horizontal s'étendant sensiblement parallèlement et à une certaine distance de l'axe optique, le bord supérieur du dispositif à diaphragme étant formé par une superposition des bords supérieurs se trouvant dans le trajet du faisceau des divers éléments de diaphragme. En déplaçant les éléments de diaphragme les uns par rapport aux autres, on peut faire varier, presque à volonté, la position et le tracé du bord supérieur du dispositif à diaphragme et, ainsi également, la position et le tracé de la limite claire- obscure de la répartition de feu de code. On peut ainsi produire une répartition de lumière adaptative, dans laquelle la répartition de la lumière est adaptée à la situation ambiante et/ou à l'état du véhicule. Un dispositif à diaphragme de ce genre est connu par exemple par le DE 10 2005 012 303 Al. Mais ce qui pose problème dans les phares de projection connus est que les lentilles provoquent une dispersion (en fonction de l'indice de réfraction des longueurs d'onde de la lumière transmise) des faisceaux lumineux, c'est-à-dire une décomposition colorée du faisceau lumineux. Cela signifie que les composantes bleues de la lumière sont déviées davantage par la lentille que les composantes vertes de lumière et celles- ci à nouveau plus fortement que les composantes rouges.

La dispersion provoque une frange colorée sur la limite claire-obscure du faisceau lumineux émis. Cette frange colorée provoquée par chromatisme de position, c'est-à-dire l'aberration chromatique, est gênante. En outre, un faisceau lumineux de ce genre ne satisfait pas aux prescriptions légales. C'est pourquoi on a proposé, dans l'état de la technique, diverses possibilités de correction de la frange colorée. Par le DE 35 07 013 Al, il est connu d'introduire, dans le trajet du faisceau dans le sens de sortie de la lumière après la lentille de projection, un élément de correction efficace optiquement sous la forme de plusieurs lentilles cylindriques. La lentille et l'élément de correction peuvent être d'une seule pièce.

Un rayon lumineux loin de l'axe ou un rayon lumineux proche de l'axe sera décomposé en passant dans la lentille et mis en éventail (dispersé) entre sa composante rouge et sa composante bleue. Sans élément de correction, le rayon loin de l'axe arriverait, lors du passage dans la moitié supérieure de la lentille, au moins pour ce qui concerne sa composante rouge, au-dessus de la limite claire-obscure du faisceau lumineux dans ce que l'on appelle la zone sombre sur un écran de mesure disposé à une certaine distance du phare. Mais, par l'élément de correction, le rayon loin de l'axe est dévié au moins sur ou en dessous de la limite claire-obscure et ainsi dans la zone claire du faisceau lumineux. L'élément de correction dévie un rayon proche du bord, après le passage dans la moitié supérieure de la lentille vers le bas, de sorte que sa composante rouge arrive aussi au moins sur ou sous la limite claire-obscure dans la zone claire du faisceau lumineux. Un rayon éloigné de l'axe est décomposé également lors du passage dans la moitié inférieure de la lentille et est mis en éventail en sa composante rouge et sa composante bleue. L'élément de correction dévie le rayon au moins si loin vers le bas que sa composante bleue aussi arrive sous la limite claire-obscure dans la zone claire du faisceau lumineux. L'élément de correction dévie ainsi tous les rayons formant une frange et subissant l'aberration de position dans la zone claire du faisceau lumineux où elles se mélangent. Ce qui pose toutefois problème, dans les lentilles de projection connues dans l'état de la technique ayant une correction de frange colorée, est que, certes en modifiant la géométrie de la lentille ou de la surface de la lentille, on diminue la frange colorée, mais on décompose en même temps aussi défavorablement dans la direction horizontale les faisceaux lumineux transmis. Comme, pour des raisons de conception, on souhaite en règle générale une transition continûment différentiable entre la partie inférieure et la partie supérieure de la lentille, on modifie, par la correction de la frange colorée, certaines parties de la surface de la lentille d'une manière particulièrement défavorable par rapport à une surface la meilleure possible non corrigée. Cela emporte un amoindrissement notable des propriétés de reproduction.

La correction de la frange colorée peut provoquer notamment une déviation horizontale intempestive des faisceaux lumineux, ce qui a des effets négatifs notamment sur la partie montante (montante de 15°, de 45° ou par palier) d'une limite claire-obscure dissymétrique.

Cela peut faire que les exigences légales, imposées au faisceau lumineux émis en matière de maximum d'intensité d'éclairage maximum et minimum, ne peuvent pas être satisfaites. C'est ainsi, par exemple, qu'il est prescrit une intensité d'éclairage de 1 lux au point HV d'intersection entre une horizontale HH et une verticale VV de la répartition de la lumière reproduite sur l'écran de mesure. Directement à côté du côté de la chaussée proprement dite, on exige, en revanche, des valeurs d'intensité d'éclairage très grandes. En raison de la mauvaise déviation horizontale des faisceaux lumineux due à la correction de la frange colorée, il peut s'avérer problématique, voire même impossible, d'obtenir les valeurs d'intensité d'éclairage maximum au point HV.

En partant de l'état de la technique décrit, la présente invention vise donc une lentille de projection ayant une correction de frange colorée, de manière à pouvoir obtenir, d'une part, une correction efficace de la frange colorée et, d'autre part, aussi à ce qu'un manque de netteté de la reproduction produite par la lentille soit aussi petit que possible dans la direction horizontale. On y parvient par le fait qu'il est introduit, dans le trajet du faisceau, dans le sens de sortie de la lumière après la lentille, au moins un autre élément de correction efficace optiquement, qui provoque une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction horizontale. L'élément de correction efficace optiquement, inséré supplémentairement dans le trajet du faisceau, provoque une déviation des faisceaux lumineux dans la direction horizontale, de sorte qu'un manque de netteté de la reproduction produite par la lentille est diminué dans la direction horizontale d'une façon idéale et même compensée complètement au moins dans des sous parties du faisceau lumineux. On peut ainsi bien observer les obligations légales en matière d'intensité maximum d'éclairage, notamment dans la zone d'un point HV de répartition de la lumière en dépit de la correction de la frange colorée. Il est proposé à cet effet suivant perfectionnement avantageux de l'invention que 'autre élément de correction efficace optiquement soi-constitué, en fonction de la constitution et de l'effet du premier élément de correction efficace optiquement, de façon à ce que l'effet du premier élément de correction efficace optiquement diminue dans au moins une sous- partie du faisceau lumineux ayant passé dans la lentille et dans les deux éléments de correction. De préférence, l'autre élément de correction efficace optiquement est constitué, en fonction de la constitution et de l'effet du premier élément de correction efficace optiquement, de façon à ce que l'effet des deux éléments de correction efficaces optiquement soient supprimés dans au moins une sous-partie du faisceau qui a passé dans la lentille et dans les deux éléments de correction. Suivant un autre perfectionnement avantageux de l'invention, on propose que le premier élément de correction efficace optiquement, disposé dans le sens de sortie de la lumière après la lentille et provoquant une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction verticale, soit formé en tant que partie intégrante de la lentille sur la surface de sortie de la lumière de la lentille. Au lieu d'un élément supplémentaire distinct et efficace optiquement pour la correction de la frange colorée, qui est introduit dans le trajet du faisceau, on fait varier de manière appropriée la surface de la lentille, de préférence la surface de sortie de la lumière de la lentille pour obtenir des propriétés de correction de la frange colorée.

Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, on propose que le premier élément de correction_ efficace optiquement est constitué, sous la forme d'une correction de la surface de sortie de la lumière de la lentille, en fonction d'une distance dans la direction verticale à un plan médian horizontal passant par l'axe optique de la lentille. La surface de sortie de la lumière de la lentille varie ainsi le long de l'axe vertical à partir d'une forme de base asphérique. On propose, notamment, que la correction g(y) de la surface de sortie de la lumière de la lentille s'effectue selon l'équation suivante :

g(y) i=4 dans laquelle bi sont des coefficients de l'équation de correction et i est un indice variable. L'indice i variable prend de préférence des valeurs comprises entre 1 et En première approximation, le développement en série peut bien entendu être aussi interrompu avant que i atteigne la valeur par exemple, lorsque i a atteint la valeur 100, 15 ou même seulement 7 ou 5. La surface de sortie de la lumière de la lentille est optimisée en étant continûment différentiable le long de l'axe vertical à partir de la forme asphérique, l'équation g(y) de correction étant définie partie par partie (pour y > 0 et y < 0). On obtient ainsi respectivement pour la moitié supérieure de la lentille et la moitié inférieure une correction propre de la surface de la lentille. De préférence, les coefficients b2i pairs de l'équation g(y) de correction sont nuls ou nettement plus petits que les coefficients b21+1 impairs. La surface de la lentille est donc corrigée par superposition avec une parabole d'ordre impair. D'une façon correspondante, il est proposé, suivant un autre perfectionnement avantageux de l'invention, que le premier élément de correction efficace optiquement, disposé dans le sens de sortie de la lumière après la lentille et provoquant une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction verticale, soit formé en tant que partie intégrante de la lentille sur la surface de sortie de la lumière de la lentille. Au lieu d'un élément distinct supplémentaire et efficace optiquement pour la compensation de la déviation horizontale non souhaitée des rayons lumineux provoquée par la correction de la frange colorée, élément qui est introduit dans le trajet du faisceau, la surface de la lentille, de préférence la surface de sortie de la lumière de la lentille, est modifiée d'une manière appropriée pour diminuer le manque de netteté de la reproduction de la lentille dans la direction horizontale. Suivant un autre mode de réalisation préféré, le premier élément de correction efficace optiquement est constitué, sous la forme d'une correction de la surface de sortie de la lumière de la lentille, en fonction d'une distance dans la direction verticale à un plan médian horizontal passant par l'axe optique de la lentille. La surface de sortie de la lumière de la lentille varie ainsi à partir d'une forme de base asphérique à la fois le long de l'axe vertical et le long de l'axe horizontal.

On propose notamment que la correction h(x) de la surface de sortie de la lumière de la lentille s'effectue suivant l'équation : h(X)=~c xi , i=l dans laquelle c; sont des coefficients de l'équation de correction et i est un indice variable. L'indice _ variable prend de préférence des valeurs comprises entre 1 et -. En première approximation, on peut interrompre aussi bien entendu le développement en série dès avant que i n'atteigne la valeur cc, par exemple, quand i a atteint la valeur 100, 15 ou même seulement 7 ou 5. En conséquence, la surface de sortie de la lumière de la lentille est optimisée d'une manière continûment différentiable à partir de la forme de base asphérique à la fois le long de l'axe vertical et le long de l'axe horizontal. Cela a des avantages, notamment pour ce qui concerne l'apparence extérieure de la lentille, car on ne peut pas y détecter de coude ni de saut. Cela est déterminant pour l'acceptation de la lentille par les fabricants de véhicule automobile, qui souhaitent utiliser des phares ayant une lentille de ce genre dans leur véhicule.

Par les coefficients ci de l'équation h(x) de correction, on peut diminuer la prise en compte des effets de la correction de la frange colorée sur la reproduction dans la direction horizontale. On a avantageusement pour l'équation h(x) de correction, au moins dans une moitié de la lentille au-dessus d'un plan (xz) médian horizontal passant par l'axe optique de la lentille, ci = -bi. Dans ce cas, les effets de la correction de la frange colorée sur les reproductions dans la direction horizontale sont même complètement compensées pour la bissectrice du système de coordonnées xy dans la partie supérieure. On peut, bien entendu, songer à ce que, pour l'équation h(x) de correction, on ait sur toute la surface de sortie de la lentille ci = - bi. II est enfin proposé que la correction h (x) ce la surface de sortie de la lumière de la lentille s'effectue suivant une équation comprenant une fonction trigonométrique. Comme fonction trigonométrique, on peut utiliser notamment sin (x) , cos (x) , tan (x) ou une fonction qui en dérive. Mais la lentille de correction suivant l'invention a aussi les avantages mentionnés, s'il n'est pas prévu de correction de la frange colorée. Même sans une correction de la frange colorée, il est possible, en utilisant l'autre élément de correction efficace optiquement dans le trajet du faisceau, le cas échéant sous la forme d'une variation de la surface de sortie de la lumière de la lentille, d'influer à dessein dans la direction horizontale sur les faisceaux lumineux. Cela peut être mis à profit, par exemple, pour produire une répartition de feu anti-brouillard. La dispersion horizontale relativement grande d'une répartition pour feu antibrouillard peut être réalisée, au moins en partie, par une lentille de projection constituée au sens de la présente invention. Les avantages de la lentille de projection suivant l'invention apparaissent notamment lorsque l'on utilise la lentille dans un module de projection pour un phare de véhicule automobile. C'est pourquoi la présente invention vise un module de projection pour un phare de véhicule automobile du type mentionné ci-dessus, qui a une lentille de projection suivant l'invention. Si le module de projection est prévu exclusivement pour la production d'une répartition pour un feu de route, il ne doit pas y avoir de dispositif à diaphragme entre la source lumineuse ou le réflecteur et la lentille de projection.

Mais si, en variante ou en plus de la répartition pour un feu de route, le module de reproduction doit produire une répartit-on_ de la lumière ayante une 1-mite claire-obscure, par exemple une répartition pour un feu de code ou une répartition pour un feu anti-brouillard, le module de projection a un dispositif à diaphragme entre le réflecteur et la lentille de projection pour offusquer une partie de la lumière réfléchie par le réflecteur et/ou émise par la source lumineuse. Le dispositif à diaphragme comprend au moins un élément de diaphragme. Pour la production d'une répartition adaptative de la lumière, le dispositif à diaphragme comprend au moins deux éléments de diaphragme, qui peuvent pivoter l'un par rapport à l'autre autour d'un axe horizontal s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe optique et à distance de celui-ci. Le module de projection suivant l'invention fait partie d'un phare de véhicule automobile du type à projection. C'est pourquoi la présente invention vise aussi un phare de véhicule automobile, du type mentionné ci-dessus, qui a un module de projection ayant une lentille de projection suivant l'invention. Lors de l'utilisation dans un phare de véhicule automobile, le module de projection peut être constitué aussi avec ou sans dispositif à diaphragme. Le phare a, de préférence, un boîtier ayant une ouverture de sortie de la lumière disposé dans la direction de sortie de la lumière. L'ouverture est fermée à l'aide d'une vitre de recouvrement en matériau transparent. La vitre de recouvrement peut être une vitre transparente sans élément efficace optiquement, mais aussi une vitre de dispersion ayant des éléments efficaces optiquement (par exemple des prismes, des lentilles cylindriques, etc.). Le module de projection peut être disposé, seul ou ensemble avec d'autres modules de feu également du type à projection ou du type à réflexion, dans le boîtier du phare. La présente invention sera explicitée en détail dans 5 ce qui suit en se reportant aux Figures dans lesquelles : la Figure 1 représente un module de projection suivant l'invention d'un phare de véhicule suivant un mode de réalisation préféré ; les Figures 2a et 2b représentent un exemple de réalisation d'un dispositif à diaphragme du module de projection de la Figure 1 suivant des vues différentes ; la Figure 3 représente l'association des axes de coordonnées d'un système de coordonnées cartésien à une lentille de projection du module de projection de la Figure 1 ; la Figure 4 est une vue par l'avant d'une lentille de projection du module de projection de la Figure 1 dans la direction des flèches 1V-1V dans le sens contraire au sens de sortie de la lumière ; la Figure 5 représente à titre d'exemple une dispersion et l'effet de la position du dispositif à diaphragme dans le module de projection de la Figure 1 ; la Figure 6 représente un trajet de faisceaux dans une lentille de projection du module de projection de la Figure 1 avec et sans correction de la frange colorée ; 30 la Figure 7 illustre les effets d'une correction de la frange colorée au moyen d'une variation de la géométrie de la surface de sortie de la lumière de la lentille de projection sur le tracé d'une limite claire-obscure de la 10 15 20 25 L3 répartition de lumière qui s'ensuit ; la Figure 8 représente une répartition angulaire de faisceaux focaux pour une lent e de projection la meilleure possible ; et la Figure 9 représente une répartition angulaire de faisceaux focaux pour une lentille de projection ayant une correction de la frange colorée au moyen d'une variation de la géométrie de la surface de sortie de la lumière. On désigne, à la Figure 1, un module de projection suivant l'invention pour un phare de véhicule automobile dans son ensemble par le repère 10. Le module 10 comprend une source 12 lumineuse pour émettre de la lumière. La source 12 lumineuse est, de préférence, constituée sous la forme d'une lampe à décharge dans un gaz, notamment du type Dl ou D3. Bien entendu, la source 12 lumineuse peut être constituée aussi sous la forme d'une lampe habituelle ayant un filament incandescent ou comprendre une ou plusieurs diodes électroluminescentes à semi- conducteurs (DEL). Le module 10 comprend, en outre, un réflecteur 14 pour focaliser la lumière émise par la source 12 lumineuse. Dans la zone du sommet du réflecteur, est pratiquée une ouverture 16 par laquelle une ampoule 18 en verre de la source 12 lumineuse pénètre à l'intérieur du réflecteur 14. A l'intérieur de l'ampoule 18 en verre de la lampe 12 à décharge dans un gaz, se forme un arc électrique qui émet la lumière. Le module 10 de projection comprend enfin aussi une lentille 20 de projection, pour projeter la lumière émise par la source 12 lumineuse et/ou réfléchie par le réflecteur 14 sur une chaussée devant les véhicules pour produire une répartition souhaitée de lumière. La lentille 20 de projection est en un matériau transparent, de préférence en matière plastique transparente cu en verre. La lentille 20 est fixée par un porte-lentille 22 au bord avant du réflecteur 14. La fixation du perte--en fille 22 au bord avant du réflecteur s'effectue, de préférence, au moyen d'éléments de fixation appropriés, par exemple au moyen de plusieurs vis ou rivets. Considéré dans le sens 24 de sortie de la lumière, le porte-lentille 22 est tel que la lentille 20 de projection y est maintenue dans une position définie. La lentille 20 est, de préférence, fixée en étant serrée dans le porte-lentille. Un axe optique du module 10 de projection est désigné par le repère 26. L'axe 26 optique coïncide, de préférence, avec les axes optiques de la source 12 lumineuse, du réflecteur 14 et/ou de la lentille de projection.

Afin que le module de projection puisse produire aussi une répartition de lumière ayant une limite claire-obscure, par exemple, une répartition pour un feu de code ou une répartition pour un feu anti-brouillard, il est disposé, entre la source 12 lumineuse et la lentille 20 de projection, un dispositif 30 à diaphragme, qui a un bord 32 supérieur, lequel est reproduit par la lentille 20 de projection pour produire la limite claire-obscure dans la répartition de la lumière sur la chaussée en avant du véhicule. Le dispositif 30 à diaphragme peut pivoter autour d'un axe 34 horizontal qui s'étend transversalement à l'axe 26 optique et à distance de celui-ci. En faisant pivoter le dispositif 30 à diaphragme autour de l'axe 34 de pivotement d'un angle a, on peut commuter le module de protection entre un feu de code et un feu de route. A la Figure 1, le dispositif 30 à diaphragme est représenté dans sa position pour un feu de code par une ligne en traits pleins. Le dispositif 30 à diaphragme est disposé alors dans le trajet du faisceau de la lumière émise par la source 12 lumineuse et/ou réfléchie par le réflecteur 14. Une partie de la lumière est offusquée par le dispositif 30 à diaphragme. Le bore 32 supérieur est projeté par _a lentille 20 de p,ro-eon sous la forme d'une limite claire-obscure sur ~a chaussée. Dans sa position pour un feu de route, le dispositif à diaphragme est désigné par le repère 30' et est représenté en traits mixtes. Le dispositif 30' à diaphragme est déplacé hors du trajet de faisceau de la lumière émise par la source 12 lumineuse et/ou réfléchie par le réflecteur 14. Pour faire pivoter le dispositif 30 à diaphragme autour de l'axe 34 de pivotement, il est prévu, en dessous du réflecteur 14, une unité d'actionnement qui a comme entraînement un moteur électrique, de préférence un moteur pas à pas ou un électroaimant 36. Le déplacement d'une culasse magnétique ou d'un axe de moteur est transformé au moyen d'une unité 38 de transmission en un mouvement d'actionnement du dispositif 30 à diaphragme.

Le dispositif 30 à diaphragme comprend, de préférence, plusieurs éléments de diaphragme qui, comme cela est représenté aux Figures 2a et 2b, peuvent pivoter autour d'un axe 40 horizontal parallèle à l'axe 26 optique et à distance de celui-ci. Le dispositif 30 à diaphragme représenté à titre d'exemple aux Figures 2a et 2b comprend seulement deux éléments 42, 44 de diaphragme. Bien entendu, on pourrait songer à ce que le dispositif 10 à diaphragme ait aussi plus de deux éléments de diaphragme. Les éléments 42, 44 de diaphragme sont déplacés autour de l'axe 40 au moyen d'une commande à coulisse. Les bords 46, 48 supérieurs des éléments 42, 44 se superposent au bord 32 supérieur efficace optiquement du dispositif 30 à diaphragme. Ce qui est déterminant est que les éléments 42, 44 de diaphragme aient des bords 46, 48 supérieurs de forme différente. En outre, il est formé dans les éléments 42, 44 de diaphragme des coulisses 50, 52 de commande ayant ù tracé différent. H e d'entraînement, qui peut tourner autour d'un axe 56 sensiblement parallèlement à l'axe 40 et à distance de celui-ci, pénètre dans les coulisses 50, 52 de commande. Pour illustrer le mouvement de rotation du doigt 54 d'entraînement autour de l'axe 56, on a dessiné une flèche 58 double à la Figure 2a.

La position et le tracé du bord 32 supérieur du dispositif 30 à diaphragme produit par la lentille 20 de projection pour la production de la limite claire-obscure de la répartition de la lumière sont, comme on l'a dit, déterminés par les bords 46, 48 supérieurs des divers éléments 42, 44 de diaphragme. Dans la position représentée à la Figure 2a des éléments 42, 44 de diaphragme, le bord 32 supérieur du dispositif 30 à diaphragme est défini seulement par le bord 46 supérieur du premier élément 42 de diaphragme. En faisant tourner le doigt 54 d'entraînement autour de l'axe 56 et en déplaçant le doigt 54 d'entraînement dans l'un des sens de la flèche 58 double dans les coulisses 50, 52 de commande, on peut déplacer le premier élément 42 de diaphragme vers le bas et/ou le deuxième élément 44 de diaphragme vers le haut de sorte qu'au moins une partie du bord 32 supérieur est défini par le bord 48 supérieur du deuxième élément 44 de diaphragme. Par le dispositif 30 à diaphragme représenté aux Figures 2a et 2b, on peut obtenir une répartition adaptative de la lumière avec une position qui se modifie et un tracé qui se modifie de la limite claire-obscure. Le dispositif 30 à diaphragme représenté aux Figures 2a et 2b peut être combiné au dispositif 30 à diaphragme représenté à la Figure 1 et pivotant autour de l'axe 34 de pivotement. Le dispositif 30 à diaphragme ayant les éléments 42, 44 de diaphragme mobiles relativement l'un à l'autre est toutefois significatif aussi pour un dispositif 30 à diaphragme fixe dans la position du feu de code (ligne en traits pleins à la Figure 1). Dans le module 10 de projection, la lumière émise par la source lumineuse et réfléchie par le réflecteur 14 est déviée par la lentille 20 de projection. Dans le cas du feu de code, le dispositif 30 à diaphragme disposé dans le trajet du faisceau reproduit la limite claire-obscure dans la répartition de la lumière qui est projetée. Au moins pour les régions proches du dispositif 30 à diaphragme, le module 10 de projection se comporte dans le phare à peu près comme un élément de reproduction, c'est-à-dire que le dispositif 30 à diaphragme et la limite claire-obscure sont semblables l'un à l'autre. Des matériaux transparents, comme par exemple la lentille 20 de projection, présentent une dispersion, c'est-à-dire une dépendance de l'indice de réfraction aux longueurs d'onde de la lumière transmise. Cela fait que, lors de la reproduction du bord 32 supérieur du dispositif 30 à diaphragme, il se forme une frange colorée. Ce phénomène est explicité d'une façon plus précise à l'aide de la Figure 5. On y a représenté les composantes rouges de la lumière en tirets, les composantes vertes de la lumière en traits pleins et les composantes bleues en traits mixtes. Dans la reproduction à gauche de la Figure 5, le bord 32 supérieur du dispositif 30 à diaphragme passe exactement par un foyer F de la lentille 20 de projection. Dans la reproduction au milieu de la Figure 5, le dispositif 30 à diaphragme est disposé entre un foyer F et la lentille 20 et, dans la reproduction à droite, le dispositif 30 à diaphragme se trouve au-delà du foyer F. En raison du fait que l'indice de réfraction de la lentille 20 dépend de longueur d'onde de la lumière, il se forme, lors de =e reproduction du bord 32 supérieur du dispositif 32 à diaphragme, une frange colorée, car la composante bleue de la lumière est, en règle générale, réfractée plus fortement que la verte et notamment que la rouge (voir la reproduction de gauche à la Figure 5). La frange colorée dans la répartition de la lumière est ressentie comme gênante et c'est pourquoi on s'efforce de la diminuer. Une position du diaphragme, comme dans la reproduction au milieu de la Figure 5, donne un effet de couleur rouge et une position de diaphragme, comme dans la reproduction à droite de la Figure 5, donne des bords bleus. Dans la position du diaphragme représentée dans la reproduction au milieu de la Figure 5, on empêche que des faisceaux lumineux passent dans la partie inférieure de la lentille 20. Le rayon de bord, qui forme, après la projection par la lentille 20, la limite claire-obscure, vient de la partie supérieure de la lentille et est donc rouge. Si dans le cas inverse (reproduction de droite de la Figure 5), on fait en sorte que la position du diaphragme empêche des faisceaux lumineux de passer par la partie supérieure de la lentille 20, le rayon de bord qui forme la limite claire-obscure, après la projection par la lentille 20, provient de la partie inférieure de la lentille 20 et est donc bleu. Pour obtenir une diminution de la frange colorée dans la répartition de la lumière par des moyens simples, il est connu, par exemple par le DE 35 07 013 Al, d'introduire dans le trajet du faisceau un élément de correction efficace optiquement après la lentille de projection dans le sens de sortie de la lumière. La lentille et l'élément de correction peuvent être d'une seule pièce. Sans l'élément de correction, .... rayon éloigné de l'axe arriverait en passant par la moitié supérieure de la lentille - au moins pour sa composante rouge - au-dessus de la limite claire-obscure du faisceau lumineux dans ce que l'on appelle la zone obscure sur un écran de mesure disposé devant le phare à distance de celui-ci. Mais par l'élément de correction, le rayon éloigné de l'axe est dévié vers le bas au moins sur ou en dessous de la limite claire-obscure et ainsi dans la zone claire du faisceau lumineux. L'élément de correction dévie un rayon proche du bord après qu'il a passé par la moitié supérieure de la lentille vers le bas de sorte que sa composante rouge arrive aussi au moins sur ou en dessous de la limite claire-obscure dans la zone claire.

Après avoir passé dans la moitié inférieure de la lentille, un rayon éloigné de l'axe est dévié par l'élément de correction au moins si loin vers le bas que même sa composante bleue arrive sous la limite claire-obscure dans la zone claire du faisceau lumineux.

L'élément de correction dévie ainsi tous les rayons formant une frange colorée et soumis à une aberration chromatique de position dans la zone claire du faisceau lumineux, où ils se mélangent. Ce qui pose problème dans les lentilles de projection connues dans l'état de la technique et ayant une correction de la frange colorée est toutefois que certes en modifiant la géométrie de la lentille ou de la surface de la lentille on diminue la frange colorée mais qu'également on réfracte d'une manière peu favorable dans la direction horizontale les rayons lumineux transmis. La Figure 7 représente deux écrans de mesure disposés à distance en avant du module 10 de projection ou du phare, écrans sur lesquels est reproduit une répartition de la lumière produite par le module 10 ou par le phare. Dans la vue de gauche à la Figure 7, on a représenté une répartition de feu de code, ayant une limite claire-obscure telle qu'elle peut être obtenue par un module 10 de projection sans correction de la frange colorée. Sur l'écran de mesure, on a dessiné une horizontale désignée par HH et une verticale désignée par VV. Le point d'intersection entre l'horizontale HE et la verticale VV est désigné par HV. La limite claire-obscure comprend un segment 62 s'étendant sensiblement horizontalement et un segment 64 montant suivant un angle de 15° à peu près à partir de la verticale VV. Le segment 62 horizontal s'étend à peu près en dessous de l'horizontale HH. Pour une répartition de feu de code projeté sur la chaussée devant le véhicule, le segment 62 se trouverait du côté opposé à la circulation et le segment 64 montant du côté proprement dit de la circulation. Comme le niveau du segment 62 est plus bas que celui du segment 64, on empêche qu'un automobiliste venant en face soit ébloui. Par le segment 64 montant,on cherche à mieux éclairer le côté proprement dit de la chaussée en avant du véhicule, notamment le bord droit de la chaussée et les panneaux indicateurs, personnes, etc. qui s'y trouvent. On n'a pas à craindre ainsi qu'un automobiliste venant en face ne soit ébloui. Le tracé représenté de la limite 62, 64 clair-obscur vaut pour la circulation à droite en Europe. Pour la circulation en gauche, le segment 62 horizontal se trouve d'une manière correspondante à droite de la verticale VV et le segment 64 montant à gauche de la réaliser d'autres formes d'autres pays sur la base On pourrait songer par obscure ayant un premier de la verticale VV et verticale VV. En outre, on peut de limite claire-obscure dans d'autres prescriptions légales. exemple à une limite claire-segment 62 horizontal à gauche un deuxième segment également horizontal (non représenté) à droite de la verticale VV. La transition entre le premier segment 62 horizontal le deuxième segment horizontal à droite de la vert--cale VV peut être soit par palier (pour l'Amérique du nord) ou en forme de rampe (pour le Japon). Une lentille 20 de projection, la meilleure possible, sans correction de la frange colorée produit, à partir d'un faisceau d'un rayonnement qui passe par le foyer F de la lentille 20, un faisceau sensiblement parallèle (voir la vue de gauche à la Figure 7), tandis qu'une lentille 20 ayant une correction de la frange colorée provoque un élargissement du faisceau non seulement dans la direction verticale souhaitée, mais aussi dans la direction horizontale. Cela est représenté dans la vue de droite de la Figure 7. On voit nettement que le segment 64 montant de la ligne claire-obscure est dévié dans la direction d'une flèche 66, c'est-à-dire dans la direction horizontale. Le manque de netteté du segment 64 montant peut aller, comme par exemple le segment 64', jusqu'au point HV de la répartition de la lumière. La reproduction peu nette du bord 32 supérieur du dispositif 30 à diaphragme a pour conséquence que les prescriptions légales en matière de valeurs d'intensité d'éclairage à un maximum admissibles au point HV ne peuvent pas être respectées ou ne peuvent guère l'être, ce qui entraîne un plus grand danger d'éblouissement des automobilistes venant d'en face. Cette modification de la géométrie de la surface de sortie de la lumière de la lentille 20, en fonction de la distance y au plan de coupe horizontal par l'axe 26 optique en vue de la correction de la frange colorée, nuit donc aux propriétés de reproduction. Cela signifie que la reproduction du dispositif 30 à diaphragme ou du bord 32 supérieur du dispositif à diaphragme devient peu nette é:alemen_t dans la direction horizontale (voir la vue de droite de la Figure 7). La répartition angulaire des rayons passant par le foyer pour une lentille 2C ùe projection, ayant une correction de la frange colorée, est représentée à la Figure 9. Chacun des points représente un rayon lumineux (simulé). Les rayons lumineux d'une lentille 20 ayant les meilleures propriétés de reproduction possible, notamment sans correction de la frange colorée, passent d'une façon idéale par un point unique. On voit nettement à la Figure 9 que la correction de la frange colorée entraîne tant un élargissement du faisceau lumineux dans la direction verticale (souhaité pour la correction de la frange coloré) qu'également un élargissement dans la direction horizontale (qui n'est pas souhaité en raison de la dispersion horizontale). La Figure 8 représente la répartition angulaire de rayons passant par le foyer pour une lentille 20 de projection suivant l'invention ayant une correction de la frange colorée et ayant un autre élément de correction efficace optiquement mis supplémentairement dans le trajet du faisceau pour dévier les rayons lumineux, au moins dans la direction horizontale. L'autre élément de correction est tel que l'élargissement souhaité du faisceau lumineux dans la direction verticale est sensiblement conservé, mais l'élargissement dans la direction horizontale est nettement réduit. La lentille 20 suivant l'invention a donc des propriétés de reproduction nettement améliorées. Pour illustrer les coordonnées utilisées dans la présente demande, on a dessiné à la Figure 3 les axes de coordonnées cartésiens utilisés par rapport à la lentille 20 de projection. L'axe z coïncide donc pratiquement avec l'axe 26 optique. Pour résoudre le problème décrit de la déviation 23 horizontale des rayons lumineux en raison de la correction de la frange colorée de la lentille, on propcse suivant la présente invention une lentille 20 de projection représentée à la Figure 4 dans une vue par l'avant dans le sens contraire au sens 24 de sortie de la lumière. Cette lentille a, à la fois, une correction efficace de la frange colorée et des propriétés de reproduction particulièrement bonnes, en ayant une dispersion moindre des rayons lumineux dans la direction horizontale.

Pour la correction de la frange colorée, on optimise la surface de sortie de la lumière de la lentille 20 en partant d'une forme de base asphérique le long de l'axe y vertical au moyen de l'équation g(y) continûment différentiable suivante : g(y)= i=1 dans laquelle bi sont des coefficients de l'équation de correction et i est un indice variable. L'intensité de la correction de couleur peut être réglée par les coefficients bi. Pour obtenir l'effet souhaité, les coefficients bi sont différents pour la moitié supérieure de la lentille et pour la moitié inférieure de la lentille (définition par partie de la fonction g(y)). La définition par partie de la fonction g(y) pour y < 0 et y > 0 est habituelle, même si, en principe, est possible aussi, pour un agencement spécial, une définition par partie pour y < yo et y > yo avec yo e O.

De préférence, les coefficients b2i pairs de l'équation g(y) de correction sont égaux à zéro ou nettement plus petits que les coefficients b2i+1 impairs. La surface de la lentille est donc corrigée en superposant la forme de base asphérique à une parabole d'ordre impair. En outre, on corrige la surface de sortie de la lumière de la lentille 20 pour améliorer les propriétés de reproduction, notamment dans la direction horizontale 5 selon l'équation suivante .

h(x)~ c 'x` , dans laquelle ci sont les coefficients de l'équation de correction et i est un indice variable. Par les coefficients ci, on peut optimiser le retrait par partie 10 de la correction de la frange colorée ou son effet. Suivant cela, la surface de sortie de la lumière de la lentille 20 est optimisée d'une manière continûment différentiable à partir de la forme de base asohérique tant le long de l'axe y qu'également de l'axe x 15 horizontal. Cela a des avantages, notamment en ce qui concerne l'aspect extérieur de la lentille, puisqu'on ne peut pas détecter de coude ou de saut dans la lentille 20. Par les coefficients ci de l'équation h(x) de 20 correction, on peut diminuer le retrait des effets de la correction g(y) de la frange colorée sur la reproduction dans la direction horizontale. Avantageusement, on a pour l'équation h(x) de correction, au moins dans une moitié de la lentille au-dessus d'un plan médian horizontal 25 passant par l'axe optique de la lentille, ci = -bi. Dans ce cas, les effets de la correction g(y) de la frange colorée sur les reproductions dans la direction horizontale pour les bissectrices 70, 72 du système de coordonnées xy sont même compensés complètement dans la 30 partie supérieur de la lentille 20. Pour la surface de sortie de la lumière de la lentille 20 de projection, on peut prendre une surface asphériaue selon l'équation suivante . , z P= \/x- y `Mais une surface de sortie de la asphérique n'est toutefois pas absolument nécessaire. ère f(r,y)=Az +a4•p4+a, p6+a8•p8+ae'p`J+...

Pour obtenir une correction de la frange colorée, on peut additionner des fonctions différentes à l'équation f(x,y) pour la surface asphérique de sortie de la lumière pour la partie supérieure de la lentille (y > 0) et la partie inférieure de la lentille (y < 0). Les deux fonctions gy>o(y) et gy<o(y) de correction dépendent seulement de y, de sorte que le milieu de la lentille 20 de projection reste continu et différentiabie. Par la correction h(x), en fonction de la distance x au plan de coupe vertical, on compense les effets de la correction de la frange colorée sur une reproduction peu nette de la limite claire-obscure dans la direction horizontale. La correction de la frange colorée réalisée par la correction g(y) de la surface de sortie de la lumière de la lentille 20 est explicitée d'une manière plus précise au moyen de la Figure 6. Les composantes rouges de la lumière y sont à nouveau représentées en tirets, les vertes en traits pleins et les bleues en traits mixtes. Le trajet du faisceau pour une lentille 20 de projection sans correction de la frange colorée est représenté par une ligne en pointillés de la même façon pour les composantes rouges, vertes et bleues. Il en va de même aussi pour la correction de la géométrie de la surface de sortie de la lumière de la lentille 20. Une tangente et une normale à la surface sur la surface de sortie de la lumière non corrigée en un point 60 de la lentille 20 sont représentées en tirets et la tangente et la normale à la surface correspondante sur la surface de sortie de la lumière corrigée de la lentille 20 sont représentées car une ligne en traits pleins. On voit nettement que, par la correction de la frange colorée dans moitié supérieure de la lentille, le rayon rouge passant par le foyer est parallèle à l'axe 26 optique et dans la moitié inférieure de la lentille le rayon bleu passant par le foyer est parallèle à l'axe 26 optique. Les composantes rouges et bleues de la lumière se mélangent dans la projection et forment, dans l'image globale, une limite claire-obscure de couleur neutre. La correction décrite de la frange colorée fait que le foyer F de la lentille varie sur toute la partie de la lentille 20. Cela est équivalent à une reproduction peu nette du bord 32 supérieur du dispositif 30 à diaphragme, qui est envisagée aussi en raison du mélange de la limite claire-obscure composée de la partie inférieure et de la partie supérieure de la lentille 20, en vue de la correction de la frange colorée.

Suivant le mode de réalisation représenté à la Figure 4 de la lentille 20 de projection selon l'invention, celle-ci a supplémentairement à la correction g(y) de frange colorée décrite ci-dessus, la correction h(x) qui ne dépend que de la coordonnée x et par laquelle la correction de la frange colorée est diminuée en fonction de la distance x au plan de coupe verticale, en améliorant ainsi les propriétés de reproduction dans la direction horizontale. Cela fait que notamment l'écart angulaire horizontal des rayons passant par le foyer est diminué et ainsi également le manque de netteté de la limite claire-obscure (voir la Figure 8). En résumé, on propose donc une lentille 20 de projection, notamment pour un module 10 de projection d'un phare de véhicule automobile, dont la surface de sortie de la lumière est optimisée tant du point de vue d'une correction la plus efficace possible de la frange colorée qu'également du point de vue d'une amélioration des propriétés de reproduction, notammenr dans la direction horizontale. Par la lentille 20 de projection proposée, on empêche qu'il se produise, en raison de la correction de la frange colorée, également une déviation horizontale des rayons lumineux et que l'on ait ainsi une limite claire-obscure peu nette, notamment dans le segment 64 montant. Cela donne, d'une part, une correction de la frange colorée qui est agréable pour le conducteur du véhicule. Mais on empêche aussi, d'autre part, d'obtenir au point HV des valeurs d'intensité d'éclairage trop grandes et d'éblouir ainsi les automobilistes qui viennent en face.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Lentille (20) de projection pour un phare de véhicule automobile comprenant une surface d'entrée de la lumière tournée vers une source (12) lumineuse du phare et une surface convexe opposée de sortie de la lumière, dans laquelle, pour obtenir une correction de la frange colorée, il est introduit, dans le trajet du faisceau, dans le sens (24) de sortie de la lumière après la lentille (20), au moins un premier élément de correction efficace optiquement, qui provoque une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction verticale, caractérisée en ce qu'il est introduit, dans le trajet du faisceau dans le sens (24) de sortie de la lumière après la lentille (20), au moins un autre élément de correction efficace optiquement, qui provoque une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction horizontale.
2. 2. Lentille (20) de projection suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'autre élément de correction efficace optiquement est constitué, en fonction de la constitution et de l'effet du premier élément de correction efficace optiquement, de façon à ce que l'effet du premier élément de correction efficace optiquement diminue dans au moins une sous-partie du faisceau lumineux ayant passé dans la lentille (20) et dans les deux éléments de correction.
3. 3. Lentille (20) de projection suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'autre élément de correction efficace optiquement est constitué, en fonction de la constitution et de l'effet du premier élément de correction efficace optiquement, de façon à ce que l'effet des deux éléments de correction efficaces optiquement soient supprimés dans au moins une sous-partie du faisceau, qui a passé dans la lentille (20) et dans les deux éléments de correction.
4. 4. Lentille (20) de projection suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le premier élément de correction efficace optiquement, disposé dans le sens (24) de sortie de la lumière après la lentille (20) et provoquant une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction verticale, est formé en tant que partie intégrante de la lentille (20) sur la surface de sortie de la lumière de la lentille (20).
5. 5. Lentille (20) de projection suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le premier élément de correction efficace optiquement est constitué, sous la forme d'une correction (g(y)) de la surface de sortie de la lumière de la lentille (20), en fonction d'une distance (y) dans la direction verticale à un plan (xz) médian horizontal passant par l'axe optique de la lentille (20).
6. 6. Lentille (20) de projection suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la correction (g(y)) de la surface de sortie de la lumière de la lentille (20) s'effectue selon l'équation suivante : g(Y)Ebi.y' , i-t30 30 dans laquelle bl sont des coefficients de l'équation de correction et i est un indice variable.
7. 7. Lentille (20) de projection suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les coefficients bel pairs de l'équation g(y) de correction sont nuls ou nettement plus petits que les coefficients b21+1 impairs.
8. 8. Lentille (20) de projection suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'autre élément de correction efficace optiquement, disposé dans le sens (24) de sortie de la lumière après la lentille (20) et provoquant une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction horizontale, est constitué sur la surface de sortie de la lumière de la lentille (20) en faisant partie intégrante de la lentille (20).
9. 9. Lentille (20) de projection suivant la revendication 8, caractérisée en ce que l'autre élément de correction efficace optiquement est constitué sous la forme d'une correction ((h(x)) de la surface de sortie de la lumière de la lentille (20) en fonction d'une distance (x) dans la direction horizontale à un plan (yz) médian vertical passant par l'axe optique de la lentille (20).
10. 10. Lentille (20) de projection suivant la revendication 9, caractérisée en ce que la correction ((h(x)) de la surface de sortie de la lumière de la 25 lentille (20) s'effectue selon l'équation suivante : h(x) _ c; . x` 1.1 dans laquelle ci sont des coefficients de l'équation de correction et i est un indice variable.Il. Lentille (20) de projection suivant la revendication 10, caractérisée en ce que, pour l'équation (i: (x) ) de correction, on a, au moins dans une moitié ^..e la lentille au-dessus d'un plan (xz) médian horizontal 5 passant par l'axe optique de la lentille (20), ci = -'bi 12. Lentille (20) de projection suivant la revendication 11, caractérisée en ce que, pour l'équation (h(x)) de correction, on a sur toute la surface de sortie de la lumière de la lentille (20), ci = -bi. 10 13. Lentille (20) de projection suivant la revendication 9, caractérisée en ce que la correction (h(x)) de la surface de sortie de la lumière de la lentille (20) s'effectue suivant une équation comprenant une fonction trigonométrique. 15 14.Module (i0) de projection pour un le module (10) comprenant émettre de la lumière, un véhicule automobile, (12) lumineuse pour phare de une source réflecteur (14) pour focaliser la lumière émise par la source (12) lumineuse et une lentille (20) de projection pour 20 projeter la lumière émise par la source (12) lumineuse et/ou réfléchie par le réflecteur (14) sur la chaussée devant le véhicule pour produire une répartition de lumière souhaitée, dans lequel, pour produire une correction de la frange colorée, il est introduit dans le 25 trajet du faisceau, dans le sens (24) de sortie de la lumière après la lentille (20), au moins un premier élément de correction efficace optiquement, qui provoque une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction verticale, caractérisé en ce que la lentille 30 (20) de projection est constituée suivant l'une des revendications 1 à 13.15.Module (10) de projection suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le module (10) de projection a un dispositif (30) à diaphragme disposé entre le réflecteur (14) et la lentille (20) de projection pour offusquer une partie de la lumière réfléchie par le réflecteur (14) et/ou émise par la source (12) lumineuse. 16. Phare de véhicule automobile du type à projection comprenant une source (12) lumineuse pour émettre de la lumière, le réflecteur (14) pour focaliser la lumière émise par la source (12) lumineuse et une lentille (20) de projection pour projeter la lumière émise par la source (12) lumineuse et/ou réfléchie par le réflecteur (14) sur la chaussée devant le véhicule pour produire une répartition de lumière souhaitée, dans lequel, pour obtenir une correction de la frange colorée, il est introduit dans le trajet du faisceau, dans le sens (24) de sortie de la lumière après la lentille (20), au moins un premier élément de correction efficace optiquement qui provoque une déviation des faisceaux lumineux au moins dans la direction verticale, caractérisé en ce que lentille (20) de projection est constituée selon l'une des revendications 1 à 13. 17. Phare suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le phare a un dispositif (30) à diaphragme disposé entre le réflecteur (14) et la lentille (20) de projection pour offusquer une partie de la lumière réfléchie par le réflecteur (14) et/ou par la source (12) lumineuse.30