FR2931251A1 - Lentille optique a des fins d'eclairage et dispositif d'eclairage ayant cette lentille. - Google Patents
Lentille optique a des fins d'eclairage et dispositif d'eclairage ayant cette lentille. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2931251A1 FR2931251A1 FR0901305A FR0901305A FR2931251A1 FR 2931251 A1 FR2931251 A1 FR 2931251A1 FR 0901305 A FR0901305 A FR 0901305A FR 0901305 A FR0901305 A FR 0901305A FR 2931251 A1 FR2931251 A1 FR 2931251A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- lens
- function
- elements
- optical
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 139
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 16
- 238000007620 mathematical function Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 241000219739 Lens Species 0.000 claims 53
- 235000014647 Lens culinaris subsp culinaris Nutrition 0.000 claims 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
- G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S41/25—Projection lenses
- F21S41/255—Lenses with a front view of circular or truncated circular outline
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S41/25—Projection lenses
- F21S41/275—Lens surfaces, e.g. coatings or surface structures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/095—Refractive optical elements
- G02B27/0955—Lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
- G02B5/0215—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having a regular structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Lentille (1) optique à des fins d'éclairage, à utiliser dans un phare (5), dans laquelle il est formé, sur une surface (3) de la lentille (1), des zones à effet de diffusion optique, subdivisées en une trame (20) périodique de cellules (21) individuelles, qui ont respectivement un élément (22) de structure, lequel provoque une diffusion ciblée de la lumière.
Description
Lentille optique à des fins d'éclairage et dispositif d'éclairage ayant cette lentille.
La présente invention concerne une lentille optique à des fins d'éclairage, à utiliser notamment dans un phare de projection pour des véhicules automobiles, pour former une image de faisceaux lumineux émis par une source lumineuse pour la production d'une répartition d'éclairage prescrite, dans laquelle il est formé, sur au moins une surface de la lentille, des zones à effet de diffusion optique.
L'invention concerne en outre un dispositif d'éclairage, notamment un phare de projection pour des véhicules automobiles, comprenant au moins une source lumineuse et une lentille optique pour donner une image de faisceaux lumineux émise par la source lumineuse, afin de produire une répartition d'éclairage prescrite, dispositif dans lequel il est formé des parties ayant un effet de diffusion optique sur au moins une surface de la lentille.
On connaît dans l'état de la technique des lentilles ou des dispositifs d'éclairage, du type mentionné ci- dessus sous des formes de réalisation différentes. On connaît, notamment, des phares de véhicules automobiles opérant suivant le principe de projection, ce que l'on appelle des phares de système poly-ellipsoïde (SPE). Les dispositifs d'éclairage connus peuvent produire un feu de code ayant une limite supérieure clair-obscur, un feu de route et/ou n'importe quelle autre fonction d'éclairage avec ou sans limite clair-obscur. On impose aujourd'hui à la limite clair-obscur de la répartition de la lumière des exigences différentes du point de vue du conducteur.
Notamment dans des systèmes SPE se sont imposés entre temps dans la pratique, par rapport aux premières générations des systèmes SPE, des limites clair-obscur qui ne sont pas définies de manière nette. Cela signifie que, par certaines mesures, comme par exemple en rendant rugueuse la surface de la lentille, on obtient un léger brouillage de la transition clair-obscur. La transition de l'éclairage actif sur la chaussée et de la partie nettement plus sombre au-dessus de la limite clair-obscur apparaît ainsi "plus douce" et subjectivement plus agréable pour le conducteur.
La "douceur" (degré d'absence de netteté) de la transition est décrite horizontalement par le maximum d'un gradient le long d'une courbe verticale de la limite clair-obscur à environ -2,5°. On calcule à cet effet le logarithme de l'intensité d'éclairage en des points de mesure éloignés les uns des autres verticalement de 0,1° et on en forme la différence en obtenant la fonction de gradient. On désigne le maximum de cette fonction comme le gradient de la limite clair-obscur. La transition clair-obscur est d'autant plus nette que le gradient est plus grand. La position verticale du maximum de cette fonction décrit aussi le lieu où ce que l'on appelle la limite clair-obscur est détectée, c'est-à-dire l'emplacement que l'ceil humain perçoit comme ligne de démarcation entre "clair" et "obscur".
Il sait certes avérer dans l'ensemble qu'en rendant plus rugueuse la surface de la lentille, on peut obtenir une "douceur" plus grande de la limite clair-obscur, que le conducteur ressent comme plus agréable. Mais, notamment dans l'espace légal de la CEE, certaines valeurs limites légales limitent cette façon de faire, puisque rendre rugueuse la surface de la lentille peut provoquer un éblouissement plus grand des automobilistes qui viennent en face. Notamment les points de mesure HV, B50L et éventuellement aussi les points de mesure 4L/H et 8L/H seraient trop éclairés dans ce cas. Ces points sont des exemples pour une circulation à droite dans la CEE. Il y a des points correspondants symétriques sur les verticales VV pour une circulation à gauche dans la CEE et il y a des points semblables aussi pour les Etats-Unis d'Amérique et le Japon.
Outre le fait de rendre rugueuse statistiquement la surface de la lentille comme cela a été décrit par exemple dans le DE 10 2004 018 424 Al et comme cela est entré en utilisation pratique de nos jours, on connaît des structures géométriques fines sur la surface de la lentille pour adoucir la limite clair-obscur. Certains fabricants de lentilles en sont venus aujourd'hui à mettre sur la surface avant de la lentille une modulation, les procédés suivants étant notamment connus
- superposition de deux ondulations sinusoïdales, 20 - petites cavités sous la forme de parties sphériques, et - ondulations cylindriques s'étendant horizontalement.
25 Par ces structurations géométriques on s'efforce d'obtenir un réglage reproductible de la netteté de la limite clair-obscur suivant la technique de mesure. Un exemple d'une lame diffusante ayant un agencement différent de structures géométriques diffusantes se 30 trouve dans le DE 103 43 630 Al.
Les inconvénients de ces procédés connus résident dans le fait que l'on ne peut pas obtenir un réglage prévisible et à dessein des propriétés de la limite 35 clair-obscur obtenue. La "douceur" subjective de la limite clair-obscur, en tant que propriété différente du maximum de gradient, ne peut pas être réglée à dessein par les structures connues sur la surface de la lentille. Le volume de portée (portée maximum du faisceau lumineux projeté en observant les exigences légales) ne peut pas être réglé. Et prévoir les propriétés de la limite clair-obscur obtenues par le calcul n'est pas possible.
A partir de l'état de la technique décrite, la présente invention vise à réaliser et à perfectionner une lentille de manière à pouvoir régler systématiquement, par une modification délibérée de la surface de la lentille, les propriétés de la limite clair-obscur, qui vont au-delà de la netteté pouvant être détectée par la technique de mesure.
On y parvient, à partir de la lentille optique du type mentionné ci-dessus, par le fait que les zones à effet de diffusion optique sont subdivisées en une trame périodique de cellules individuelles, qui ont respectivement un élément de structure, lequel provoque une diffusion ciblée de la lumière qui y passe.
On propose donc, suivant l'invention, une structuration géométrique d'un type nouveau de la surface de la lentille. Cette structuration donne, dans une petite plage angulaire, une répartition de la lumière, définie d'une manière exacte quantitativement et pouvant être calculée, et ainsi des propriétés pouvant être réglées à dessein de la limite clair-obscur. On obtient ainsi déjà dans la phase du développement et du projet, avant la production proprement dite de la lentille, une représentation quantifiable de la douceur agréable subjectivement de la limite clair-obscur et en même temps la maximisation du volume de portée pour le conducteur.
On peut représenter ces propriétés et leur donner une dimension par simulation. Toutes les propriétés de la limite clair-obscur, notamment les propriétés allant au-delà de la netteté pouvant être détectée par la technique de mesure, peuvent donc être modélisées dans l'ensemble. Cela n'était pas possible avec les structures géométriques connues jusqu'ici.
La structuration géométrique proposée de la surface de la lentille permet de régler à dessein la courbe du gradient dans la partie de la limite clair-obscur. On 10 peut ainsi régler, non seulement la hauteur du maximum, mais notamment aussi la forme du tracé du gradient qui s'ensuit. Comme la forme du tracé du gradient a une grande influence sur les propriétés ressenties subjectivement de la limite clair-obscur, on peut 15 obtenir, par une structuration géométrique appropriée, une limite clair-obscur douce, agréable subjectivement. La "douceur" de la limite clair-obscur peut être réglée à dessein par modification de l'agencement de la forme et des dimensions des divers éléments de structure On peut 20 ainsi adapter à dessein au souhait du client, les propriétés de formation de l'image de lentilles optiques pour des dispositifs d'éclairage. On peut former en même temps, dans la limite des possibilités physiques, un volume de portée particulièrement grand pour augmenter la 25 sécurité de la conduite. On peut enfin, par la lentille suivant l'invention, régler la hauteur du gradient maximum en tant que caractéristique en technique de mesure de la limite clair-obscur.
30 L'agencement ou l'orientation des éléments de structure sur une trame imaginaire fait que chaque cellule individuelle a des segments horizontaux relativement longs, qui sont particulièrement efficaces pour donner de la douceur à la limite clair-obscur. Les 35 segments horizontaux des cellules individuelles de la lentille suivant l'invention sont nettement plus grands que pour la rugosité statistique connue dans l'état de la technique de la surface de la lentille ou pour les autres mesures connues afin de donner de la douceur à la limite clair-obscur. La trame est parallèle à un axe optique, mais peut aussi avoir la forme d'une projection normale à la surface de la lentille.
Suivant un perfectionnement, on propose notamment que la forme des éléments de structure dans un premier plan passant par l'axe optique de la lentille ou lui étant parallèle soit formée à partir d'une fonction mathématique itérative. Cette fonction se répète plusieurs fois sur toute la surface de la lentille. Comme fonction mathématique, on peut utiliser n'importe quelle fonction, par exemple une fonction trigonométrique, une fonction polynôme ou une fonction spline.
Suivant un mode de réalisation, la forme des éléments de structure dans le premier plan est telle que les éléments de structure diffusent une quantité de lumière décroissante dans les angles de déviation les plus grands.
Suivant un mode de réalisation, la forme des éléments de structure dans le premier plan est formée de puissances de fonctions trigonométriques, de fonctions polynômes ou de fonctions splines. La surface de la lentille, dans la partie des éléments de structure, peut être composée aussi de diverses fonctions.
Suivant un mode de réalisation, des paramètres de la fonction utilisée dans le premier plan pour la formation de la forme des éléments de structure sont prescrits en fonction d'une position des cellules individuelles correspondantes à la surface de la lentille. Suivant un mode de réalisation, les paramètres de la fonction utilisée sont prescrits en maintenant une continuité tangentielle de la surface de lentille qui s'ensuit. La surface de la lentille a de préférence une continuité tangentielle (ce que l'on appelle continuité Cl), c'est- à-dire qu'il n'y a pas de coude, ni de saut. Bien entendu, la surface de la lentille peut être aussi continue en courbure (ce que l'on appelle une continuité C2) ou dans certains cas exceptionnels, même seulement continue CO, c'est-à-dire sans saut, mais avec des coudes.
De préférence :
- la forme des éléments de structure dans le premier plan est formée à partir d'une puissance d'une fonction cosinus z=A cos'(u) dans laquelle le paramètre A est une amplitude de la fonction cosinus, s un exposant de la fonction cosinus, z une hauteur de l'élément de structure qui s'ensuit dans la direction de l'axe optique et u une étendue latérale de l'élément de structure.
- l'exposant s de la fonction cosinus est compris entre 0,1 et 1. - un segment de fonction est déterminé dans une première partie et respectivement quatre segments de fonction sont rassemblés en une fonction globale différentiable d'une manière continue pour l'élément de structure, le segment de fonction dans une deuxième partie correspondant aux segments de fonction dans la première partie déterminée par symétrie par rapport à un point de 180° et les segments de fonction dans une troisième partie correspondent à des segments de fonction dans la première et dans la deuxième partie sur un deuxième plan passant par l'axe optique de la lentille ou lui étant parallèle et perpendiculaire au premier plan. - le tracé de la surface de la lentille est obtenu dans la partie d'une cellule individuelle par multiplication de deux fonctions orthogonales ou faisant un angle incliné entre elles.
- le tracé de la surface de la lentille dans la partie d'une cellule individuelle est obtenu par rotation de la fonction autour d'un axe de rotation de préférence au centre de la cellule individuelle s'étendant parallèlement à l'axe optique de la lentille ou normale à la surface de la lentille.
- le tracé de la surface de la lentille est obtenu 15 dans la partie d'une cellule individuelle par déplacement de la fonction le long d'une fonction de modulation.
- la fonction de modulation est une droite, une fonction trigonométrique ou un cercle. - le tracé de la surface de la lentille dans la partie d'une cellule individuelle est obtenu par addition ou soustraction d'au moins deux fonctions.
25 - au moins deux fonctions sont des fonctions différentes.
- la forme des éléments de structure dans la direction d'un axe optique de la lentille est, considérée 30 par le haut ou dans la direction normale à la surface de la lentille, circulaire, triangulaire, carrée, rectangulaire, trapézoïdale ou hexagonale.
- les éléments de structure sont formés, sans être 35 de révolution, autour d'un axe de rotation s'étendant parallèlement à l'axe optique de lentille ou normale à la 20 surface de la lentille, de préférence au centre de la cellule individuelle et en ce que le tracé de la surface de la lentille, dans la partie d'une cellule individuelle, est obtenu par une rotation de l'élément de structure, qui n'est pas de révolution, autour de l'axe de rotation d'un angle de rotation allant de plus 0° à moins de 90°.
- l'angle de rotation est compris entre 30° et 60° 10 en étant, de préférence, de 45°.
- les éléments de structure disposés à la surface de la lentille sont voisins les uns des autres sans solution de continuité ou avec des intervalles pouvant être 15 prescrits.
- les éléments de structure sont disposés sur la surface de la lentille le long de droites, de fonctions trigonométriques, de spirales ou de cercles. - les éléments de structure sont dirigés à la surface de la lentille sur un ou sur plusieurs réseaux cartésiens superposés.
25 - la surface de la lentille a, dans la partie d'une cellule individuelle, une surélévation ou une cavité, à laquelle la fonction déterminée pour l'élément de structure est superposée par addition, soustraction ou multiplication. 30 - la surface de lentille a, dans la partie de plusieurs cellules individuelles, notamment sur une grande partie des cellules individuelles, une surélévation ou une cavité, la fonction déterminée pour 35 l'élément de structure étant superposée par addition, soustraction ou multiplication à une valeur de la 20 surélévation ou de la cavité, qui dépend de l'emplacement.
- la forme de la surélévation ou de la cavité dans la direction d'un axe optique de la lentille, considérée par le haut ou dans la direction normale à la surface de la lentille, est circulaire, triangulaire, carrée, rectangulaire, trapézoïdale ou hexagonale. - les éléments de structure, formés à partir d'une fonction mathématique itérative, sont déformés.
- les éléments de structure sont déformés de manière anamorphe. - les éléments de structure formés à partir d'une fonction mathématique itérative sont refoulés ou étirés.
L'invention vise aussi un dispositif d'éclairage, 20 notamment un phare de projection de véhicules automobiles, comprenant au moins une source lumineuse et une lentille optique pour donner une image de faisceaux lumineux émis par la source lumineuse pour la production d'une répartition prescrite d'éclairage, dans lequel, sur 25 au moins une surface de la lentille, sont formées des parties ayant un effet de diffusion optique, caractérisé en ce que la lentille est formée suivant l'invention.
Des exemples de réalisation préférés et d'autres 30 propriétés avantageuses de l'invention sont explicités d'une manière plus précise dans ce qui suit au moyen des figures dans lesquelles :
La figure la est une vue en perspective d'une 35 lentille optique suivant l'invention, selon un mode de réalisation préféré ;15 la figure lb est une vue en plan de la lentille optique suivant l'invention de la figure la ;
la figure 2 représente un dispositif d'éclairage 5 suivant l'invention, selon un mode de réalisation préféré ayant une lentille optique suivant l'invention ;
la figure 3 représente un exemple d'une répartition de lumière ayant une limite clair-obscur pouvant être 10 obtenue par le dispositif d'éclairage de la figure 2 ;
la figure 4 représente une courbe d'intensité d'éclairage et une fonction de gradient pour une limite clair-obscur typique d'un phare de projection connu dans 15 l'état de la technique ;
la figure 5 représente un tracé d'un élément de structure d'une surface d'une lentille optique suivant l'invention selon un premier mode de réalisation préféré 20 dans un plan de coupe passant par l'axe optique de la lentille ou lui étant parallèle ;
la figure 6 représente un tracé d'un élément de structure d'une surface d'une lentille optique suivant 25 l'invention, selon un deuxième mode de réalisation préféré, suivant une vue en perspective ;
la figure 7 représente un tracé d'un élément de structure d'une surface d'une lentille optique suivant 30 l'invention, selon un troisième mode de réalisation préféré, suivant une vue en perspective ;
la figure 8 représente un tracé de fonction de modulation du tracé d'un élément de structure individuel 35 ou de toute la surface d'une lentille optique, selon l'invention, suivant une vue en perspective ; la figure 9 représente un tracé d'une surface d'une lentille optique suivant l'invention, selon un cinquième mode de réalisation préféré en vue en perspective ; la figure 10 représente un tracé d'une surface d'une lentille optique suivant l'invention, selon un sixième mode de réalisation préféré en vue en perspective ;
10 la figure 11 représente un tracé d'une surface d'une lentille optique suivant l'invention, selon un septième mode de réalisation préféré en vue en perspective ;
la figure 12 représente un tracé d'une surface d'une 15 lentille optique suivant l'invention, selon un huitième mode de réalisation préféré en vue en perspective ;
la figure 13 est une représentation graphique d'une caractéristique de diffusion pouvant être obtenue par un 20 élément de structure d'une surface d'une lentille optique suivant l'invention, selon un autre mode de réalisation préféré, la brillance représentant la proportion de la lumière diffusée et la distance à l'origine des coordonnées représentant l'angle de diffusion associé. 25 la figure la est une vue en perspective d'une lentille optique suivant l'invention, tandis que la figure lb en est une vue en plan. Les valeurs numériques en [mm] indiquées sur les axes x, y et z sont données 30 bien entendu à titre d'exemple et ne doivent en aucune façon être considérées comme limitatives. La lentille est désignée dans son ensemble par le repère 1. La lentille 1 a sur la face inférieure une surface 2 sensiblement plane et sur la face supérieure une surface 3 convexe. Bien 35 entendu, la surface 2 peut être aussi concave de manière à donner dans l'ensemble une lentille 1 en forme de5 ménisque en section transversale. Afin de mieux pouvoir fixer la lentille 1 dans un dispositif d'éclairage, elle peut comporter en outre un collet 4 faisant le tour, qui toutefois n'a pas de fonction optique habituellement. La lentille 1 est en n'importe quel matériau transparent, par exemple en une matière plastique résistante à la température ou en verre.
La lentille 1 peut être mise dans n'importe quel dispositif d'éclairage, par exemple dans un phare de projection (ce que l'on appelle un système polyellipsoïde ; phare SPE) pour des véhicules automobiles comme il est représenté schématiquement à la figure 2 et désigné dans son ensemble par le repère 5. Le phare 5 comprend une source 6 lumineuse pour émettre des faisceaux lumineux et un réflecteur 7 pour réfléchir au moins une partie des faisceaux lumineux émis. La source 6 lumineuse comprend par exemple une lampe à incandescence, une lampe à décharge dans un gaz ou une ou plusieurs source lumineuse à semi conducteur (ce que l'on appelle des diodes électroluminescentes DEL). Le réflecteur 7 a de préférence la forme d'un ellipsoïde de révolution ou une forme quelconque semblable à un ellipsoïde, mais s'en écartant. La source 6 lumineuse est placée en un foyer F1 du réflecteur 7. Le phare 5 a en outre un dispositif 8 à diaphragme pour offusquer au moins une partie des faisceaux lumineux émis par la source 6 lumineuse ou réfléchis par le réflecteur 7. Le diaphragme 8 est disposé de préférence dans un plan qui est perpendiculaire à l'axe 9 optique et qui passe par le deuxième foyer F2 du réflecteur 7. La lentille 1 est fixée sur un bord avant du réflecteur 7 au moyen d'un porte- lentille (non représenté) attaquant le collet 4. Le phare 5 sert à produire une répartition de la lumière ayant une limite clair-obscur, de préférence d'un feu de code ou d'un feu antibrouillard. Les éléments constitutifs du phare 5, qui sont représentés à la figure 2, sont de préférence mis dans un boîtier (non représenté).
Un bord supérieur du dispositif 8 à diaphragme est projeté sur la chaussée devant le véhicule par la lentille 1 en tant que limite clair-obscur d'une répartition de lumière produite par le phare 5. Un exemple d'une répartition de la lumière se produisant sur un écran disposé devant le véhicule à distance de celui-ci est représenté à la figure 3. On a tracé sur l'écran un axe HH horizontal et un axe VV vertical. Le point d'intersection des deux axes HH, VV est le point HV. La limite clair-obscur est désignée par le repère 10. Elle comprend un segment 10' sensiblement horizontal du côté de la circulation opposée de la chaussée et un segment 10" plus haut du côté où le véhicule circule. Le segment 10" plus haut peut avoir un tracé sensiblement horizontal ou, comme représenté à la figure 3, un tracé incliné.
L'angle du segment 10" montant avec le segment 10' horizontal est d'environ 15°. Bien entendu, la montée de la limite clair-obscur, à la différence de ce qui est représenté à la figure 3, peut s'effectuer aussi suivant un angle autre, par exemple de 30°, 45° ou même 90° (ce que l'on appelle un z beam). On a dessiné en outre à la figure 3 quelques points de mesure pour la mesure du feu de code suivant la directive 20 de la CEE. Le point EHv de mesure se trouve exactement au point HV d'intersection des deux axes HH, VV. Le point EB50L de mesure se trouve dans la direction horizontale à environ -3,43°, donc à gauche de la verticale VV et dans la direction verticale à environ 0,57°, donc au-dessus de l'horizontal HH. D'autres points E8L/H et E4L/H de mesure se trouvent sur l'horizontal HH à gauche de la verticale VV à -8° et à - 4°.
On impose de nos jours à la limite 10 clair-obscur du feu de code de phare 5 des exigences différentes du point de vue du conducteur. Des limites 10 clair-obscur définies d'une façon qui n'est pas nette se sont imposées notamment entre temps dans des systèmes 5 de projection par rapport aux premières générations de ces systèmes. Cela signifie que, par certaines mesures, comme par exemple en on obtient brouillée. chaussée à ainsi plus rendant rugueuse la surface 3 de la lentille, la transition clair-obscur soit légèrement transition de l'éclairage actif sur la la partie nettement plus sombre au-dessus est "douce" et plus agréable subjectivement pour que La le conducteur.
La "douceur" de la transition est décrite par le maximum du gradient le long d'une courbe verticale passant par la limite 10 clair-obscur horizontalement à - 2,5°. A cet effet, on calcule le logarithme de l'intensité d'éclairage en des points de mesure éloignés verticalement l'un de l'autre de 0,1° et on en forme la différence en obtenant ainsi ce que l'on appelle la fonction de gradient. On a tracé à la figure 4 une courbe à titre d'exemple de l'intensité E d'éclairage (unité : lux [lx]) dans la coupe verticale (logarithmique) et on l'a désigné par le repère 11. La fonction de gradient grade est désignée à la figure 4 porté sur l'axe des abscisses, un [°]. Le maximum de la fonction 12 comme gradient de la limite par le repère 12. On a angle vertical en degré de gradient est désigné 10 clair-obscur. La transition clair-obscur est d'autant plus nette que ce gradient est plus grand. La position verticale du maximum de cette fonction 12 décrit aussi le lieu où l'on détecte ce que l'on appelle la limite 10 clair-obscur, c'est-à-dire l'emplacement que l'oeil perçoit comme ligne de démarcation entre "clair" et "obscur" (à peu près, à 0,5° verticalement).
D'une manière générale, il s'est avéré qu'en rendant plus rugueuse la surface 3 de la lentille, comme cela est connu dans l'état de la technique, on peut obtenir une "douceur" plus grande de la limite 10 clair-obscur, que le conducteur ressent comme agréable. Mais, notamment dans l'espace légal de la CEE, certaines valeurs limites légales limitent cette façon de faire, puisque rendre rugueuse la surface 3 de la lentille provoque un éblouissement trop grand de ceux qui circulent en face. Les points EHV et EBSOL de mesure sont notamment trop éclairés dans l'état de la technique.
Il en va autrement pour la lentille 1 optique suivant l'invention. On y applique une structure sur la surface 3 de la lentille, qui est calculée mathématiquement de façon à ce qu'une prédiction précise des propriétés de reproduction optique obtenues de la lentille 1, notamment sur le degré de la "douceur" de la transition clair-obscur, soit rendue possible dans la partie de la limite 10 clair-obscur. Par la structure proposée, définie mathématiquement et pouvant être décrite, sur la surface 3 de la lentille, on peut faire varier non seulement l'amplitude de la courbe 12 de gradient, mais aussi la forme de la courbe 12 de fonction, ce qui a des effets sur la façon dont le conducteur ressent subjectivement la limite clair-obscur.
La diffusion de la lumière nécessaire pour modifier à dessein les propriétés de la limite 10 clair-obscur est obtenue dans l'invention, en apposant une trame périodique de diverses surélévations et cavités sur la surface 3 de la lentille. La trame est représentée à titre d'exemple aux figures la et lb et est désignée dans son ensemble par le repère 20. Les cellules individuelles de la trame 20 sont désignées par le repère 21. Chaque cellule 21 individuelle de la trame 20 comprend une surélévation ou une cavité désignée dans ce qui suit comme étant un élément 22 de structure. La trame 20 est mise de préférence comme on le voit à la figure lb, par le haut sur la surface 3 de la lentille parallèlement à l'axe 9 optique de la lentille 1 (mode de réalisation cartésien de la trame 20 sur la surface 3 de la lentille). Cela a l'avantage que chacune des cellules 21 individuelles a un segment horizontal relativement long, qui est important pour que la limite 10 clair-obscur soit rendue douce d'une manière particulière efficace. Mais, en variante, on peut la mettre aussi sous la forme d'une projection normale à la surface 3 de la lentille. A la figure 1, on a dessiné, à titre d'exemple, quelques éléments 22 de structure de forme circulaire en vue en plan. Les éléments 22 de structure diffusant la lumière sont limités dans leur étendue géométrique dans les deux directions et provoquent une déviation de la lumière dans une plage angulaire petite. Dans l'exemple de réalisation représenté, les cellules 21 individuelles ont une forme sensiblement rectangulaire, notamment carrée. Bien entendu, les cellules 21 pourraient avoir aussi une forme s'en écartant, par exemple une forme trapézoïdale ou hexagonale.
Les éléments 22 de structure sont produits à partir d'une fonction de base mathématique itérative à l'intérieur d'un élément 22, fonction qui décrit une surélévation ou une cavité individuelle. On utilise à cet égard n'importe quelle fonction mathématique qui donne un élément 22 de structure provoquant une diffusion appropriée de la lumière. Une diffusion appropriée de la lumière se caractérise par le fait qu'une quantité de lumière décroissante est diffusée pour des angles de déviation plus grands. Font partie des fonctions appropriées, notamment des puissances de fonction trigonométrique, de fonctions polynômes ou de fonctions splines. L'une de ces fonctions de base mathématiques forme toujours un élément 22 de base à structuration de surface que l'on peut modifier ensuite encore d'une façon appropriée (par exemple par addition ou soustraction d'un décalage Az, refoulement, étirage ou modification de l'amplitude de l'élément 22 de structure). Les divers éléments 22 de structure peuvent, dans une vue en plan, être circulaires, carrés ou avoir n'importe quelle autre forme. On expliquera d'une manière plus précise le principe sur l'exemple d'une fonction trigonométrique élevée à la puissance.
Pour élaborer un élément 22 de structure individuelle, on peut utiliser par exemple une fonction 15 cosinus portée à une puissance de la forme z = A.cos'(u) la fonction comporte les paramètres suivants : 20 A amplitude de la fonction cosinus, E exposant de la fonction cosinus, z hauteur de l'élément 22 de structure obtenu dans la direction de l'axe 9 optique et 25 u étendue latérale de la fonction ou de l'élément 22 de structure.
On peut songer à modifier, en fonction de l'emplacement, les paramètres de la fonction utilisée 30 pour les divers éléments 22 de structure. Suivant l'emplacement sur la surface 3 de la lentille, on modifie en conséquence les paramètres des éléments 22 individuels et on améliore ainsi les propriétés souhaitées de la limite 10 clair-obscur par rapport aux valeurs de 35 consignes souhaitées. La modification des paramètres peut s'effectuer suivant une transition douce pour maintenir la continuité Cl de la surface 3. On peut faire varier beaucoup localement les propriétés de diffusion d'un élément 22 de structure à l'autre.
L'exposant F de la fonction cosinus est de préférence compris entre 0,1 et 1. Bien entendu, il peut être aussi inférieur à 0,1 ou supérieur à 1. Tout le tracé de la surface d'un élément 22 de structure n'est pas déterminé au moyen de la fonction décrivant le tracé de la surface de l'élément 22 de structure. Bien au contraire, cela n'a lieu que dans une plage 0 < u < II/2 c'est-à-dire entre un point 24 et un plan 26 passant par l'axe 9 optique de la lentille 1 ou lui étant parallèle et perpendiculaire au plan de l'épure de la figure 5, qui détermine le tracé de la surface, désigné dans ce qui suit par segment de fonction. Quatre segments de fonction de ce genre sont réunis en les rangeant les uns à côté des autres ou comme en un miroir ou à symétrie ponctuelle et/ou par étirage (pour empêcher des points de discontinuité dans le tracé de la surface) en une fonction globale monodimentionnelle à continuité Cl. Bien que la production de la fonction globale au moyen d'une fonction cosinus ait été explicitée, on soulignera encore une fois que la fonction globale peut être produite au moyen de n'importe quelle fonction appropriée.
La fonction globale pour l'exemple de réalisation décrit est représentée à la figure 5. On a indiqué sur l'axe des ordonnées des valeurs à titre d'exemple de l'amplitude 4z de l'élément 22 de structure en millimètre [mm]. Le segment 23 de fonction entre le point d'intersection de la fonction 23 et du plan 26 et le point 24 est, comme on le dit, déterminé au moyen d'une fonction z appropriée, par exemple au moyen d'une fonction cosinus. On fait subir à cette fonction 23 une symétrie par rapport au point 24 de 180°. On obtient ainsi la fonction 25 dans la partie comprise entre le point 24 et un point 29. On fait subir alors à la fonction partielle comprenant des segments 23 et 25 de fonction une symétrie par rapport au plan 26 passant par l'axe 9 optique de la lentille 1 ou lui étant parallèle et perpendiculaire au plan de l'épure de la figure 5 de manière à obtenir les segments 27, 28 de fonction dans la partie comprise entre le point 29' et le point d'intersection du segment 27 de fonction et du plan 26. Les quatre segments 23, 25, 27 et 28 de fonction donnent ensemble la fonction globale qui décrit mathématiquement d'une manière exacte le tracé de la surface 3 de la lentille dans la partie d'un élément 22 de structure dans un plan de courbe verticale (le plan de l'épure de la figure 5). Le plan de l'épure s'étend par exemple parallèlement à l'axe x (voir la figure 1) parallèlement à l'axe y ou en étant incliné par rapport à celui-ci. L'amplitude dans la direction z d'une élément 22 de structure de ce genre est par exemple comprise entre quelques dizaines de nanomètres [mm] (10-9 mètre) et plusieurs dizaines de micromètres [um] (10-6 mètre). Il en va de même aussi pour les éléments 22 de structure, que l'on explicitera d'une manière plus précise de ce qui suit des figures 7 et 9 à 12.
La possibilité de régler la fonction globale utilisée par sa paramétrisation complète permet d'adapter les propriétés optiques souhaitées des éléments 22 de structures produits dans ce qui suit et d'obtenir ainsi la modélisation décrite des propriétés de diffusion. A partir de la fonction globale on peut produire les éléments 22 de structure en utilisant les procédés suivants :
a) Multiplication : On multiplie à cet effet entre elles deux fonctions globales orthogonales entre elles ou faisant entre elles un angle incliné. Un exemple d'un tracé de surface d'un élément 2 de structure, tracé obtenu par multiplication de deux fonctions de base, est représenté à la figure 6 dans un système de coordonnées cartésien à trois dimensions. On a porté sur l'axe des x et l'axe des y un intervalle de - II à + fI et sur l'axe des z on a représenté des valeurs numériques choisies à titre d'exemple en mm [mm] pour l'amplitude A z de l'élément 22 de structure. Le tracé de surface qui s'ensuit présente une partie 30 centrale sensiblement plane et carrée qui se transforme vers les côtés en une partie 31 marginale. La partie 31 marginale a à peu près au milieu 32 des côtés des valeurs de z analogues à la partie 30 centrale. A partir des milieux 32 des côtés de la cellule 31 individuelle le tracé de la surface monte vers les sommets 33. Entre la partie 30 centrale et la partie 31 marginale est formée une cavité 34 en forme de canal faisant le tour.
b) Rotation : par une rotation d'une fonction globale autour d'un axe 35 de rotation s'étendant parallèlement à l'axe 9 optique de la lentille 1 et passant par un point central de la cellule 21 individuel, on produit un élément 22 de structure de révolution. L'axe 35 de rotation correspond de préférence à la ligne de coupe entre le plan de l'épure de la figure 5 et le plan 26 qui lui est perpendiculaire. La surface obtenue a un tracé analogue à une calotte sphérique, la transition avec la surface 36 sphérique et le reste de la surface 37 qui l'entoure et qui est sensiblement plan, s'effectuant sans palier ni coude, en étant donc différentiable d'une manière continue.
c) Translation de la fonction globale le long d'une fonction de modulation de manière à obtenir une étendue latérale. Comme fonction de modulation on peut se servir de droites, de fonctions trigonométriques, de cercles ou de n'importe quelle autre fonction.
d) Addition ou soustraction d'au moins deux fonctions globales également en combinaison avec une 5 translation de ces fonctions globales.
La structuration de toute la surface 3 de la lentille est obtenue par un agencement périodique de cellules 21 individuelles qui sont produites à partir 10 d'une fonction globale ou d'une combinaison de plusieurs fonctions globales. L'agencement des cellules 21 individuelles peut s'effectuer sans solution de continuité ou avec des intervalles variables. La distance entre les cellules individuelles sert, tout comme la 15 flexibilisation de la fonction de base et la forme des éléments 22 de structure, à régler l'effet global de la surface 3 de la lentille. Lorsque les cellules 21 individuelles sont réparties de manière cartésienne sur la surface 3 de la lentille, on utilise principalement 20 les procédés suivants :
a) Mise en position sur toute la surface des cellules 21 individuelles par multiplication de deux fonctions globales orthogonales l'une à l'autre. Les 25 éléments 22 de structure sont alors voisins les uns des autres sans solution de continuité avec des signes alternés.
b) Mise en position des éléments 22 de structure au 30 moyen d'un ou de plusieurs réseaux 20 cartésiens superposés, un espace intermédiaire variable se créant entre les éléments 22 et permettant ainsi d'obtenir une densité de tassement pouvant être choisie à volonté. On peut utiliser aussi un agencement hexagonal des éléments 35 22 de structure.
On a, outre les possibilités mentionnées ci-dessus, d'autres possibilités de mise en position des cellules 21 individuelles. Elles peuvent être disposées le long de droites de fonctions trigonométriques, de spirales, de cercles mais aussi d'autres fonctions. La surface 3 globale de la lentille 1 formée des éléments 22 de structure est conformée de préférence en ayant une continuité Cl afin de pouvoir tirer parti d'avantages du point de vue de la technique de fabrication. Bien entendu, la surface 3 de la lentille pourrait être constituée aussi suivant une continuité CO ou C2.
La possibilité de régler non seulement l'amplitude des gradients, mais aussi toute la courbe de gradients et les propriétés de la limite clair obscur par une diffusion définie de la lumière, peut être étendue supplémentairement par des modifications facultatives de la structuration superficielle décrite ci-dessus de l'élément 22 de base. On peut à cet effet utiliser notamment les procédés suivants :
a) Modification adaptable en fonction de l'emplacement de l'amplitude de l'élément 22 de structure, par exemple par multiplication par un anneau variable pouvant être décentré. Un exemple d'une fonction de modulation de ce genre, sous la forme d'un anneau, est représenté à la figure 8 et est désigné dans son ensemble par le repère 38. L'amplitude de l'anneau 38 représenté est comprise en 0 et 1. La surface 39 périphérique extérieure de l'anneau 38 a un tracé plan incliné de sorte que l'amplitude de l'anneau augmente continuellement (mais non nécessairement linéairement) de 0 à 1 dans la partie de la surface 39 périphérique. Dans une partie 40 centrale, l'anneau 38 comporte une cavité de manière à obtenir un tracé concave de la surface périphérique intérieure de l'anneau 38. La cavité peut être composée de plusieurs fonctions trigonométriques, de fonctions splines ou de n'importe quelles autres fonctions trigonométriques. Ce qui est important est que la surface de l'anneau 38 n'ait pas de coude et/ou de saut à la transition entre deux fonctions.
Le tracé de la surface d'un élément 22 de base, calculé à l'aide de la fonction de base, peut être multiplié par l'anneau 38. Les dimensions x, y de l'anneau 38 correspondent donc à peu près aux dimensions x, y de l'élément 22 de base par lequel l'anneau 38 doit être multiplié. On peut songer à multiplier par l'anneau 38 des éléments 22 de base sélectionnés ou tous les éléments 22 de base. Les éléments 22 de base d'une lentille 1 peuvent être tous multipliés par les mêmes anneaux 38 ou par des anneaux 38 différents. On peut bien entendu songer aussi, par exemple, à multiplier un exposant d'une fonction continue pour décrire le tracé de la surface d'un élément 22 de structure par les valeurs d'amplitude correspondantes de l'anneau 38. On multiplie donc par les valeurs d'amplitude de l'anneau 38 non le tracé de la surface soi-même, mais une variable de la fonction décrivant le tracé de la surface d'un élément 22 de structure.
En variante ou en plus, on peut songer à ce que les dimensions x, y de l'anneau 38 correspondent, en vue en plan, à peu près aux dimensions x, y de la lentille 1, de sorte que tous les éléments 22 de base sont multipliés par les valeurs correspondantes de l'anneau 38. On obtient sur la surface 3 de la lentille une structure annulaire, les amplitudes des éléments 22 de structure qui s'ensuivent étant diminués dans une partie de la lentille (dans certaines circonstances jusqu'à la valeur 0 si la partie 41 a une amplitude égale à 0), qui correspond à une partie 41 entourant l'anneau 38 et ont leur maximum dans une autre partie de la lentille, qui correspond à une partie correspondant à la surface 42 frontale supérieure annulaire de l'anneau 38.
L'anneau 38 n'a pas à être centré sur un élément 22 de la structure ou sur la lentille 1, il peut être disposé aussi de manière décentrée.
b) Déformation qui n'est pas de révolution des 10 divers éléments 22 de structure par - déformation (en règle générale anamorphe) des divers éléments 22 de structure ou - refoulement ou étirement des divers éléments 22 de structure. 15 Une partie d'une surface 3 de lentille conformée de cette façon, ayant des éléments 22 de base déformés de manière à ne pas être de révolution, est représentée à titre d'exemple à la figure 9. Pour mieux représenter la 20 forme des structures 22, celles-ci sont représentées d'une manière surélevée.
c) Utilisation d'éléments 22 de structure fondamentalement dissymétriques qui provoquent une 25 répartition de la lumière dissymétrique par rapport à l'axe HH horizontal. Une partie d'une surface 3 de lentille ainsi conformée, ayant des éléments 22 de structure dissymétriques, est représentée, à titre d'exemple, à la figure 10. Des éléments 22 individuels à 30 l'origine (en vue en plan) carrés sont courbés et décalés les uns par rapport aux autres. Une partie d'une autre surface 3 de lentille autrement conformée, ayant des éléments 22 de structure dissymétriques, est représentée, à titre d'exemple à la figure 11. La forme des structures 35 22 a été représentée d'une façon surélevée dans la figure 10 et la figure 11 pour mieux les faire apparaître. d) Déformation supplémentaire d'éléments 22 de structure par modulation par une fréquence spatiale différente de la dimension des éléments 22 individuels de structure, en créant ainsi des éléments 22 individuels conformés différemment. Une partie d'une surface 3 de lentille ainsi conformée, ayant des éléments 22 individuels conformés de manière variable produite par modulation d'une autre fonction sur les éléments 22 de base, est représentée, à titre d'exemple à la figure 12. Pour mieux faire apparaître la forme des structures 32, celles-ci sont représentées d'une manière surélevée.
e) Lorsque les éléments 22 de structure sont constitués sans être de révolution autour d'un axe 35 de rotation s'étendant parallèlement à l'axe 9 optique de lentille 1, de préférence au centre de la cellule 21 individuelle, le tracé de la surface 3 de la lentille peut, dans la partie d'une cellule 21 individuelle, être modifié par une rotation de l'élément 22 de structure, qui n'est pas de révolution, autour de l'axe 35 de rotation d'un angle de rotation allant de plus de 0° à moins de 90°. De préférence l'angle de rotation est compris entre 30° et 60° en étant, de préférence, égal à 45°. Bien entendu, l'axe 35 de rotation peut se trouver aussi en dehors du centre de la cellule 21 individuelle.
La figure 13 représente un exemple d'une caractéristique de diffusion pouvant être obtenue par un élément 22 de structure de ce genre tournant autour de l'axe 35 de rotation d'un certain angle de rotation. La caractéristique de diffusion a la forme d'un losange carré tourné de 45° et ayant des côtés concaves. Comme cela ressort de la forme particulière de la caractéristique de diffusion, particulièrement beaucoup de lumière est déviée dans les coins. Une lentille 1, ayant des éléments 22 de structure tournés de certains (même différents) angles de rotation autour de l'axe 35 de rotation, peut être intéressante par exemple pour une source lumineuse ayant plusieurs DEL disposées sous forme de matrice, puisque les lignes de réseaux sombres qui peuvent être reconnues dans la répartition de la lumière entre les diverses DEL où il n'arrive normalement que peu de lumière, peuvent être compensées par les éléments 22 de structure conformés d'une façon particulière, puisqu'assurément de la lumière est déviée dans ces parties sombres de la répartition de la lumière (lignes du réseau et surtout points d'intersection de deux lignes du réseau). Dans l'ensemble, on peut ainsi obtenir une homogénéisation particulièrement bonne de la lumière. Par un module de feu ainsi constitué, on peut réaliser notamment ce que l'on appelle un feu de route partiel, dans lequel le module de feu émet toujours une répartition de feu de route et des parties de la répartition de la lumière, dans lesquelles se trouvent d'autres participants à la circulation, sont offusquées ou rendues obscures à dessein. Cela exige des moyens appropriés, par exemple sous la forme d'une caméra, pour reconnaître d'autres participants à la circulation et d'autres moyens, par exemple un appareil de commande, pour traiter les signaux de la caméra afin de localiser d'autres participants à la circulation et de commander en conséquences les DEL du module de feu.
Pour obtenir la caractéristique de diffusion représentée à la figure 13 on peut utiliser des éléments 22 de structure de conformation quelconque. Conviennent particulièrement des éléments 22 de structure carrés qui sont obtenus par multiplication de deux fonctions orthogonales l'une à l'autre.
Claims (28)
- REVENDICATIONS1. Lentille (1) optique à des fins d'éclairage, à utiliser notamment dans un phare (5) de projection pour des véhicules automobiles pour former une image de faisceaux lumineux émis par une source (6) lumineuse pour la production d'une répartition d'éclairage prescrite, dans laquelle il est formé, sur au moins une surface (3) de la lentille (1), des zones à effet de diffusion optique, caractérisée en ce que les zones à effet de diffusion optique sont subdivisées en une trame (20) périodique de cellules (21) individuelles, qui ont respectivement un élément (22) de structure, lequel provoque une diffusion ciblée de la lumière qui y passe.
- 2. Lentille (1) suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la forme des éléments (22) de structure, dans un premier plan passant par l'axe (9) optique de la lentille ou lui étant parallèle, est formée à partir d'une fonction mathématique itérative.
- 3. Lentille (1) suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la forme des éléments (22) de structure dans le premier plan est telle que les éléments (22) de structure diffusent une quantité de lumière décroissante dans les angles de déviation les plus grands.
- 4. Lentille (1) suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la forme des éléments (22) de structure dans le premier plan est formée de puissances de fonctions trigonométriques, de fonctions polynômes ou de fonctions splines.
- 5. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à4, caractérisée en ce que des paramètres (A, s, u) de la fonction utilisée dans le premier plan pour la formation de la forme des éléments (22) de structure sont prescrits en fonction d'une position des cellules (1) individuelles correspondantes à la surface (3) de la lentille.
- 6. Lentille (1) suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les paramètres (A, E, u) de la fonction utilisée sont prescrits en maintenant une continuité tangentielle de la surface (3) de lentille qui s'ensuit.
- 7. Lentille (1) suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la forme des éléments (22) de structure dans le premier plan est formée à partir d'une puissance d'une fonction cosinus z = A.cos'(u), dans laquelle le paramètre A est une amplitude de la fonction cosinus, s un exposant de la fonction cosinus, z une hauteur de l'élément (22) de structure qui s'ensuit dans la direction de l'axe (9) optique et u une étendue latérale de l'élément (22) de structure.
- 8. Lentille (1) suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'exposant s de la fonction 25 cosinus est compris entre 0,1 et 1.
- 9. Lentille (1) suivant la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce qu'un segment de fonction est déterminé dans une première partie et respectivement 30 quatre segments de fonction sont rassemblés en une fonction globale différentiable d'une manière continue pour l'élément (22) de structure, le segment de fonction dans une deuxième partie correspondant aux segments de fonction dans la première partie déterminée par symétrie 35 par rapport à un point de 180° et les segments de fonction dans une troisième partie correspondent à dessegments de fonction dans la première et dans la deuxième partie sur un deuxième plan passant par l'axe optique de la lentille (1) ou lui étant parallèle et perpendiculaire au premier plan.
- 10. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le tracé de la surface (3) de la lentille est obtenu dans la partie d'une cellule (21) individuelle par multiplication de deux fonctions orthogonales ou faisant un angle incliné entre elles.
- 11. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le tracé de la surface (3) de la lentille dans la partie d'une cellule (21) individuelle est obtenu par rotation de la fonction autour d'un axe (35) de rotation, de préférence au centre de la cellule (21) individuelle, s'étendant parallèlement à l'axe (9) optique de la lentille (1) ou normale à la surface (3) de la lentille.
- 12. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le tracé de la surface (3) de la lentille est obtenu dans la partie d'une cellule (21) individuelle par déplacement de la fonction le long d'une fonction de modulation.
- 13. Lentille (1) suivant la revendication 12, caractérisée en ce que la fonction de modulation est une droite, une fonction trigonométrique ou un cercle.
- 14. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le tracé de la surface de la lentille (3) dans la partie d'une cellule (21) individuelle est obtenu par addition ou soustraction d'au moins deux fonctions.
- 15. Lentille (1) suivant la revendication 14, caractérisée en ce que les au moins deux fonctions sont des fonctions différentes.
- 16. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que la forme des éléments (22) de structure dans la direction d'un axe (9) optique de la lentille est, considérée par le haut ou dans la direction normale à la surface (3) de la lentille, circulaire, triangulaire, carrée, rectangulaire, trapézoïdale ou hexagonale.
- 17. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que les éléments de structure sont formés, sans être de révolution, autour d'un axe (35) de rotation s'étendant parallèlement à l'axe optique de lentille (1) ou normale à la surface (3) de la lentille, de préférence au centre de la cellule (21) individuelle et en ce que le tracé de la surface (3) de la lentille, dans la partie d'une cellule (21) individuelle, est obtenu par une rotation de l'élément (22) de structure, qui n'est pas de révolution, autour de l'axe (35) de rotation d'un angle de rotation allant de plus 0° à moins de 900.
- 18. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que l'angle de rotation est compris entre 30° et 60° en étant, de préférence, de 45°.
- 19. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 18, caractérisée en ce que les éléments (22) de structure disposés à la surface (3) de la lentille sont voisins les uns des autres sans solution de continuité ou avec des intervalles pouvant être prescrits.
- 20. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1à 19, caractérisée en ce que les éléments (22) de structure sont disposés sur la surface (3) de la lentille le long de droite de fonctions trigonométriques, de spirales ou de cercles.
- 21. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 20, caractérisée en ce que les éléments (22) de structure sont dirigés à la surface (3) de la lentille sur un ou sur plusieurs réseaux (20) cartésiens superposés.
- 22. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 21, caractérisée en ce que la surface (3) de la lentille a, dans la partie d'une cellule (21) individuelle une surélévation (38) ou une cavité, à laquelle la fonction déterminée pour l'élément (22) de structure est superposée par addition, soustraction ou multiplication.
- 23. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 22, caractérisée en ce que la surface (3) de lentille a, dans la partie de plusieurs cellules (21) individuelles, notamment sur une grande partie des cellules (21) individuelles, une surélévation (38) ou une cavité, la fonction déterminée pour l'élément (22) de structure étant superposée par addition, soustraction ou multiplication à une valeur de la surélévation (38) ou de la cavité, qui dépend de l'emplacement.
- 24. Lentille (1) suivant la revendication 22 ou 23, caractérisée en ce que la forme de la surélévation (38) ou de la cavité dans la direction d'un axe (9) optique de la lentille (1), considérée par le haut ou dans la direction normale à la surface (3) de la lentille, est circulaire, triangulaire, carrée, rectangulaire, trapézoïdale ou hexagonale.
- 25. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 24, caractérisée en ce que les éléments (22) de structure, formés à partir d'une fonction mathématique itérative, sont déformés.
- 26. Lentille (1) suivant la revendication 25, caractérisée en ce que les éléments (22) de structure sont déformés de manière anamorphe.
- 27. Lentille (1) suivant l'une des revendications 1 à 26, caractérisée en ce que les éléments (22) de structure, formés à partir d'une fonction mathématique itérative, sont refoulés ou étirés. 15
- 28. Dispositif (5) d'éclairage, notamment phare de projection de véhicules automobiles, comprenant au moins une source (6) lumineuse et une lentille (1) optique pour donner une image de faisceaux lumineux émis par la source 20 (6) lumineuse pour la production d'une répartition prescrite d'éclairage, dans lequel, sur au moins une surface (3) de la lentille, sont formées des parties ayant un effet de diffusion optique, caractérisé en ce que la lentille (1) est formée suivant l'une des 25 revendications 1 à 27.10
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008023551.2A DE102008023551B4 (de) | 2008-05-14 | 2008-05-14 | Beleuchtungseinrichtung in Form eines Projektionsscheinwerfers für Kraftfahrzeuge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2931251A1 true FR2931251A1 (fr) | 2009-11-20 |
| FR2931251B1 FR2931251B1 (fr) | 2017-06-23 |
Family
ID=41180392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0901305A Active FR2931251B1 (fr) | 2008-05-14 | 2009-03-20 | Lentille optique a des fins d'eclairage et dispositif d'eclairage ayant cette lentille. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102008023551B4 (fr) |
| FR (1) | FR2931251B1 (fr) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2680047A1 (fr) | 2012-06-27 | 2014-01-01 | Valeo Vision | Procédé de fabrication d'une lentille pour module optique de véhicule automobile |
| US20150276171A1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Lamp for vehicle |
| EP3214364B1 (fr) * | 2016-03-02 | 2022-05-11 | Valeo Vision | Lentille amelioree pour dispositif d'eclairage de vehicule automobile |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009020593B4 (de) | 2009-05-09 | 2017-08-17 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Zur Erzeugung einer definierten Overhead-Beleuchtung eingerichteter Fahrzeugscheinwerfer |
| DE102010001431A1 (de) * | 2010-02-01 | 2011-08-04 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 81543 | Optisches System |
| DE102010035767A1 (de) | 2010-08-20 | 2012-02-23 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Projektionsscheinwerfer mit gezielt abgeschwächtem Lichtintensitätsgradienten an der Hell-Dunkel-Grenze |
| DE102011114636A1 (de) | 2011-10-04 | 2013-04-04 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Anordnung und Dimensionierung von Overhead-Elementen auf einer Projektionslinse eines Kraftfahrzeugscheinwerfers |
| DE102011085315A1 (de) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Scheinwerferprojektionsmodul für ein Kraftfahrzeug |
| JP5950385B2 (ja) * | 2012-01-25 | 2016-07-13 | 株式会社小糸製作所 | 車輌用前照灯 |
| DE102012005826A1 (de) * | 2012-03-22 | 2013-09-26 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Optikelement für eine Fahrzeugleuchte |
| DE102012107427A1 (de) * | 2012-08-14 | 2014-05-22 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Optische Fläche und Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge |
| CN105026210B (zh) | 2013-01-23 | 2017-08-22 | 博士光学欧洲股份公司 | 车辆前灯及用于车辆前灯的前灯透镜 |
| DE102013003324A1 (de) | 2013-02-28 | 2014-08-28 | Docter Optics Se | Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer |
| DE102013002965A1 (de) | 2013-02-22 | 2014-08-28 | Docter Optics Se | Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer |
| DE102013003224A1 (de) | 2013-02-27 | 2014-08-28 | Docter Optics Se | Verfahren zum Pressen eines optischen Linsenelementes |
| WO2015014062A1 (fr) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | 华南理工大学 | Réseau de micro-lentilles à surface de forme libre pour phare à diode électroluminescente (del) d'automobile |
| AT514784B1 (de) * | 2013-09-03 | 2021-10-15 | Zkw Group Gmbh | Optische Struktur für eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer |
| AT514785B1 (de) * | 2013-09-03 | 2021-11-15 | Zkw Group Gmbh | Optische Struktur mit einer Mikrostruktur mit quadratischer Streufunktion |
| EP3091273B1 (fr) * | 2015-05-04 | 2020-11-11 | ZKW Group GmbH | Structure optique pour voyant lumineux |
| DE102016001103A1 (de) * | 2016-02-02 | 2017-08-03 | Audi Ag | Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug und zugehöriges Betriebsverfahren |
| EP3239593B1 (fr) | 2016-04-25 | 2021-12-22 | ZKW Group GmbH | Dispositif d'eclairage de vehicule automobile |
| US10914443B2 (en) | 2017-03-29 | 2021-02-09 | Docter Optics Se | Headlight lens for a motor vehicle headlight |
| DE102017130937B3 (de) | 2017-12-21 | 2019-05-09 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Lichtmodul eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, Scheinwerfer mit einem solchen Lichtmodul und Scheinwerferanordnung mit zwei solchen Scheinwerfern |
| DE102018132866A1 (de) | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Verfahren zur Konstruktion eines optischen Elements für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer |
| FR3101932B1 (fr) * | 2019-10-15 | 2022-04-08 | Valeo Vision | Système optique |
| EP4001742A1 (fr) * | 2020-11-24 | 2022-05-25 | ZKW Group GmbH | Phares de véhicule |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2503179A1 (de) | 1975-01-27 | 1976-07-29 | Horizont Geraetewerk | Scheinwerfer |
| FR2836208B1 (fr) | 2002-02-21 | 2004-09-03 | Valeo Vision | Feu de signalisation comportant une piece optique realisant une fonction de signalisation de maniere autonome |
| DE10343630B4 (de) | 2003-09-20 | 2007-11-15 | Schott Ag | Streuscheibe |
| DE102004018424B4 (de) | 2004-04-08 | 2016-12-08 | Docter Optics Se | Verfahren zur Herstellung einer Linse |
| AT8253U1 (de) | 2005-03-14 | 2006-04-15 | Zizala Lichtsysteme Gmbh | Linse für einen fahrzeugscheinwerfer |
| DE202006014814U1 (de) | 2006-09-25 | 2007-01-04 | Adolf Nissen Elektrobau Gmbh + Co. Kg | Optisches Linsensystem für eine Warnleuchte |
-
2008
- 2008-05-14 DE DE102008023551.2A patent/DE102008023551B4/de active Active
-
2009
- 2009-03-20 FR FR0901305A patent/FR2931251B1/fr active Active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2680047A1 (fr) | 2012-06-27 | 2014-01-01 | Valeo Vision | Procédé de fabrication d'une lentille pour module optique de véhicule automobile |
| FR2992737A1 (fr) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | Valeo Vision | Procede de fabrication d'une lentille pour module optique de vehicule automobile |
| US9109770B2 (en) | 2012-06-27 | 2015-08-18 | Valeo Vision | Method of manufacturing a motor vehicle optical module lens |
| US20150276171A1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Lamp for vehicle |
| EP3214364B1 (fr) * | 2016-03-02 | 2022-05-11 | Valeo Vision | Lentille amelioree pour dispositif d'eclairage de vehicule automobile |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102008023551B4 (de) | 2019-05-09 |
| FR2931251B1 (fr) | 2017-06-23 |
| DE102008023551A1 (de) | 2009-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2931251A1 (fr) | Lentille optique a des fins d'eclairage et dispositif d'eclairage ayant cette lentille. | |
| EP2317214B1 (fr) | Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile comprenant un guide de lumière | |
| FR3010772A1 (fr) | Dispositif d'emission de lumiere pour projecteur de vehicule automobile | |
| EP3604904B1 (fr) | Module lumineux comportant une matrice de sources lumineuses et un système optique bifocal | |
| FR3004786A1 (fr) | Lentille, module optique et dispositif d'eclairage et/ou de signalisation pour vehicule automobile | |
| FR2872257A1 (fr) | Module d'eclairage pour vehicule automobile et projecteur comportant un tel module | |
| EP2805102A1 (fr) | Lentille pour module optique de véhicule automobile | |
| WO2015158999A1 (fr) | Systeme d'affichage d'une image sur un pare-brise | |
| FR2772111A1 (fr) | Projecteur a reflecteur hyperbolique et bloc optique comportant un tel projecteur | |
| FR2955643A1 (fr) | Dispositif optique de vehicule automobile comprenant une source surfacique de lumiere | |
| FR2763666A1 (fr) | Projecteur de vehicule automobile a miroir generateur de faisceau large et a glace striee | |
| FR3077363A1 (fr) | Dispositif lumineux a surface generatrice de caustique controlee formant un motif sur une surface cible | |
| EP3399519B1 (fr) | Module lumineux pour un vehicule automobile configure pour projeter un faisceau lumineux formant une image pixelisee | |
| FR3070925A1 (fr) | Module lumineux pour vehicule automobile, et dispositif d'eclairage et/ou de signalisation muni d'un tel module | |
| FR3055947B1 (fr) | Systeme optique de vehicule automobile | |
| WO2021123459A1 (fr) | Système de projection de faisceaux lumineux | |
| FR3101391A1 (fr) | Système optique | |
| EP1464890B1 (fr) | Dispositif de projecteur pour véhicule automobile éclairant des points de portique | |
| EP3807698B1 (fr) | Appareil de projection destiné à un système d'affichage tête haute pour conducteur de véhicule automobile et système correspondant | |
| EP1400748A1 (fr) | Dispositif projecteur de véhicule automobile à miroir et élément de déviation conjugués avec coupure non plate | |
| EP3454097B1 (fr) | Lentille de mise en forme de rayons lumineux pour un module lumineux d'eclairage et/ou de signalisation d'un vehicule automobile | |
| FR2918441A1 (fr) | Projecteur de vehicule | |
| WO2023062249A1 (fr) | Système de projection de plusieurs faisceaux lumineux | |
| FR3082631A1 (fr) | Plaque translucide, procede de fabrication d'une telle plaque, appareil de projection et systeme d'affichage tete haute associes | |
| FR3135034A1 (fr) | Texture 3D optique flottante modulaire |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 10 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 12 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 14 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 16 |