FR3039884A1 - LIGHTING SYSTEM FOR MOTOR VEHICLE PROJECTOR COMPRISING A LOW-DIMENSIONAL LIGHTING MODULE - Google Patents
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Abstract
Système d'éclairage pour véhicule automobile comprenant au moins un module d'éclairage comportant : - des sources de lumière comportant chacune une face de forme générale rectangulaire d'émission de lumière, les faces d'émission de lumière étant centrées sur une même droite définissant une direction d'alignement des sources, et - un dispositif optique de projection. Le module d'éclairage comporte en outre des guides de lumière, chaque guide étant couplé avec une des sources. Les guides sont répartis sur des première et seconde pièces de guidage distinctes de formes complémentaires, emboîtées l'une dans l'autre. La première pièce de guidage est placée en regard des faces d'émission de lumière et la seconde pièce de guidage est rapportée sur une surface libre du dispositif optique de projection. Le système d'éclairage est agencé de manière à former une tache lumineuse par source de lumière, chaque tache lumineuse ayant une forme de bande lumineuse.A lighting system for a motor vehicle comprising at least one lighting module comprising: light sources each having a generally rectangular face of light emission, the light-emitting faces being centered on the same straight line defining a source alignment direction, and - an optical projection device. The lighting module further comprises light guides, each guide being coupled with one of the sources. The guides are distributed on first and second separate guide parts of complementary shapes, nested one inside the other. The first guide piece is placed facing the light-emitting faces and the second guide piece is attached to a free surface of the projection optical device. The lighting system is arranged to form a light spot by light source, each light spot having a light band shape.
Description
Système d’éclairage pour projecteur de véhicule automobile comprenant un module d’éclairage à encombrement réduit L'invention concerne les dispositifs d’éclairage tels que les projecteurs pour véhicules automobiles.The invention relates to lighting devices such as projectors for motor vehicles.
Il est connu de prévoir sur un véhicule automobile des fonctions d'éclairage en feux de route et en feux de croisement. La fonction feu de route fournit un éclairage de toute la largeur de la route devant le véhicule. La fonction feu de croisement fournit un éclairage de la voie dans laquelle se trouve le véhicule et un éclairage réduit de la voie située à côté et dans laquelle des véhicules sont susceptibles de rouler en sens inverse. De la sorte, les occupants de ces derniers ne sont pas éblouis. Toutefois, la fonction feu de croisement dans sa forme la plus habituelle ne permet pas dans certains cas d'éclairer suffisamment loin le bas-côté de la route situé au-delà de cette voie adjacente. Or cela constitue une source de danger. Par exemple, si un piéton situé sur ce bas-côté s'apprête à traverser la route, il ne sera pas vu suffisamment tôt par le conducteur. Pour y remédier, on a proposé une fonction de feu adaptatif qui permet d'éclairer à grande distance et sélectivement certaines parties de la scène située devant le véhicule et en particulier le bas-côté situé au-delà de la voie adjacente. A cette fin, un dispositif d'observation analyse la scène et sélectionne les zones qui doivent être éclairées.It is known to provide on a motor vehicle lighting functions in high beam and low beam. The high beam function provides illumination the full width of the road in front of the vehicle. The low beam function provides illumination of the vehicle lane and reduced illumination of the lane adjacent to it and in which vehicles may roll in the opposite direction. In this way, the occupants of the latter are not dazzled. However, the dipped beam function in its most usual form does not in some cases illuminate far enough the side of the road beyond this adjacent lane. This is a source of danger. For example, if a pedestrian on that side of the road is about to cross the road, it will not be seen early enough by the driver. To remedy this, an adaptive fire function has been proposed which makes it possible to illuminate at a great distance and selectively certain parts of the scene in front of the vehicle and in particular the aisle located beyond the adjacent lane. For this purpose, an observation device analyzes the scene and selects the areas to be illuminated.
Pour cela, il est connu notamment de découper fictivement cette scène en plusieurs bandes rectangulaires verticales qui sont éclairées sélectivement suivant les parties de la scène que l’on souhaite éclairer, comme cela est décrit dans le document DE-10 2011 053 232.For this, it is known in particular to cut this scene fictitiously into several vertical rectangular strips which are selectively illuminated according to the parts of the scene that one wishes to illuminate, as described in document DE-10 2011 053 232.
Le système d’éclairage de DE-10 2011 053 232 comprend un module d’éclairage comportant des sources de lumière et des guides de lumière réalisés dans des pièces séparables, chaque guide étant couplé à une source de lumière et apte à guider la lumière émise par les sources vers l’avant du véhicule. De la sorte, chaque guide est apte à former, à partir de la lumière émise par la source de lumière avec laquelle il est couplé, un pixel lumineux sur la scène devant le véhicule. En activant et en désactivant les sources de lumière sélectivement suivant les parties de la scène que l’on souhaite éclairer et celles que l’on souhaite maintenir non éclairées, on réalise un éclairage sélectif de la scène.The lighting system of DE-10 2011 053 232 comprises a lighting module comprising light sources and light guides made in separable rooms, each guide being coupled to a light source and able to guide the light emitted by the sources towards the front of the vehicle. In this way, each guide is able to form, from the light emitted by the light source with which it is coupled, a luminous pixel on the stage in front of the vehicle. By activating and deactivating the light sources selectively according to the parts of the scene that one wishes to illuminate and those that one wishes to keep unlit, selective illumination of the scene is achieved.
Toutefois, ce système d’éclairage pose certains problèmes.However, this lighting system poses some problems.
En effet, chaque guide étant réalisé par une pièce séparée, il est nécessaire de fixer chacun des guides à un support du système d’éclairage. Cela constitue des opérations longues et fastidieuses, et un surcoût du fait qu’il est nécessaire de prévoir des moyens de fixation pour fixer tous les guides de lumière. De plus, le nombre important de guides de lumière impose de nombreuses opérations de réglages du positionnement et de l’orientation des guides de lumière les uns par rapport aux autres afin que le faisceau sélectif découpe correctement la scène devant le véhicule. Ceci constitue d’autres opérations longues et fastidieuses. Enfin, les pièces séparées formant les différents guides de lumière étant nombreuses et de relativement petites dimensions, il n’est pas aisé de les manipuler en vue de leur installation dans le système d’éclairage.Indeed, each guide being made by a separate part, it is necessary to fix each of the guides to a support of the lighting system. This is a long and tedious operation, and an additional cost because it is necessary to provide fixing means for fixing all the light guides. In addition, the large number of light guides imposes many operations of adjustment of the positioning and orientation of the light guides relative to each other so that the selective beam correctly cuts the scene in front of the vehicle. This constitutes other long and tedious operations. Finally, the separate parts forming the various light guides are numerous and relatively small, it is not easy to handle them for installation in the lighting system.
Un but de l’invention est de pallier ces inconvénients et donc de réduire le nombre de pièces contenues dans le système d’éclairage, sans pour autant réduire le nombre de guides de lumière et nuire au fonctionnement du système d’éclairage. A cet effet, on prévoit selon l’invention un système d’éclairage pour véhicule automobile comprenant au moins un module d’éclairage comportant : - des sources de lumière comportant chacune une face de forme générale rectangulaire d’émission de lumière, les faces d’émission de lumière étant sensiblement centrées sur une même ligne, notamment droite, définissant une direction d’alignement des sources de lumière sensiblement parallèle à deux côtés opposés de chaque face d’émission de lumière, et - un dispositif optique de projection, caractérisé en ce que le module d’éclairage comporte en outre des guides de lumière, chaque guide de lumière étant couplé avec une des sources de lumière, les guides de lumière étant répartis sur des première et seconde pièces de guidage distinctes de formes complémentaires, emboîtées l’une dans l’autre, la première pièce de guidage étant placée en regard des faces d’émission de lumière, la seconde pièce de guidage étant rapportée sur une surface libre du dispositif optique de projection, les guides de lumière étant agencés de manière à former, à partir de la lumière émise par les sources de lumière et en coopération avec le dispositif optique de projection, une tache lumineuse par source de lumière, chaque tache lumineuse ayant une forme de bande lumineuse.An object of the invention is to overcome these disadvantages and thus reduce the number of parts contained in the lighting system, without reducing the number of light guides and impair the operation of the lighting system. For this purpose, provision is made according to the invention a lighting system for a motor vehicle comprising at least one lighting module comprising: light sources each having a generally rectangular face of light emission, the faces of light emission being substantially centered on the same line, in particular straight line, defining a direction of alignment of the light sources substantially parallel to two opposite sides of each light-emitting face, and - an optical projection device, characterized in the lighting module further comprises light guides, each light guide being coupled with one of the light sources, the light guides being distributed on first and second separate guide parts of complementary shapes, nested therein. one in the other, the first guide piece being placed opposite the light-emitting faces, the a guide piece being attached to a free surface of the projection optical device, the light guides being arranged to form, from the light emitted by the light sources and in cooperation with the projection optical device, a spot light source, each light spot having a light band shape.
Ainsi, les guides de lumière sont réalisés dans deux pièces uniquement quelque soit le nombre de sources de lumière et de guides de lumière. Cela permet de réduire le nombre d’opérations de réglage qu’il est nécessaire d’effectuer, que ce soit des opérations de réglage du positionnement des guides de lumière les uns par rapport aux autres ou bien des opérations de fixation des guides de lumière à un support du système d’éclairage. De plus, les deux pièces formant les guides sont plus simples à manier que les guides de lumière séparables de l’art antérieur car les pièces sont plus grandes que les guides séparables.Thus, the light guides are made in two parts only regardless of the number of light sources and light guides. This makes it possible to reduce the number of adjustment operations that it is necessary to perform, whether it is operations to adjust the positioning of the light guides relative to one another or else operations for fixing the light guides to a support of the lighting system. In addition, the two pieces forming the guides are easier to handle than the separable light guides of the prior art because the pieces are larger than the separable guides.
On évite ainsi également les inconvénients d’un système d’éclairage de l’art antérieur dans lequel les guides de lumière sont tous venus de matière avec le dispositif optique de projection. En effet, dans un tel système d’éclairage, il est difficile de mouler des lames d’air entre les guides de lumière qui ont pour fonction de séparer les guides. Par ailleurs, un tel procédé de moulage ne permet pas de d’obtenir des rayons de jonction convenables au niveau de la surface, fictive, de jonction entre le dispositif optique de projection et les guides de lumière. Ces problèmes sont résolus par l’invention, puisqu’on n’a pas recourt à un moulage de tous les guides sur le dispositif optique de projection.This also avoids the disadvantages of a lighting system of the prior art in which the light guides are all integral with the projection optical device. Indeed, in such a lighting system, it is difficult to mold air gaps between the light guides whose function is to separate the guides. Moreover, such a molding method does not make it possible to obtain suitable joining radii at the level of the fictitious junction surface between the projection optical device and the light guides. These problems are solved by the invention, since we do not resort to a molding of all the guides on the projection optical device.
Avantageusement, les guides de lumière sont répartis sur les première et seconde pièces de guidage de façon qu’en considérant la direction d’alignement des sources de lumière, les guides de lumière portés par la première pièce de guidage alternent avec les guides de lumière portés par la seconde pièce de guidage.Advantageously, the light guides are distributed over the first and second guide pieces so that, in considering the direction of alignment of the light sources, the light guides carried by the first guide piece alternate with the light guides carried. by the second guide piece.
Avantageusement, en section dans un plan parallèle au plan défini par la droite définissant la direction d’alignement et un axe optique du dispositif optique de projection, chaque pièce de guidage a une forme générale de peigne comportant des dents formant les guides de lumière, et des creux alternant avec les dents.Advantageously, in section in a plane parallel to the plane defined by the straight line defining the alignment direction and an optical axis of the projection optical device, each guide piece has a general comb shape comprising teeth forming the light guides, and hollows alternating with the teeth.
Les pièces de guidage présentent ainsi une forme simple qui permet d’emboîter simplement les pièces de guidage l’une dans l’autre, les dents des pièces formant les guides de lumière.The guide pieces thus have a simple shape that allows to simply fit the guide pieces into one another, the teeth of the parts forming the light guides.
Avantageusement, une surface libre de la première pièce de guidage présente des reliefs de rabattement des faisceaux lumineux destinés à focaliser les rayons lumineux émis par chaque source de lumière vers le guide de lumière avec lequel elle est couplée.Advantageously, a free surface of the first guide piece has reliefs of folding light beams for focusing the light rays emitted by each light source to the light guide with which it is coupled.
On s’assure ainsi qu’un maximum de lumière émise par les sources de lumière est dirigée au maximum vers l’intérieur des guides de lumière. On évite ainsi que la lumière émise par une source de lumière ne pollue la tache lumineuse engendrée par une autre source de lumière. En d’autres termes, on évite le phénomène indésirable de couplage parasite des taches lumineuses, également dit de « crosstalk » en langue anglaise. On réduit également les pertes en intensité lumineuse dans le faisceau lumineux sortant du système d’éclairage.This ensures that a maximum of light emitted by the light sources is directed as far as possible towards the inside of the light guides. This prevents light emitted by a light source from polluting the light spot generated by another light source. In other words, it avoids the unwanted phenomenon of parasitic coupling of light spots, also called "crosstalk" in English. The light intensity losses are also reduced in the light beam coming out of the lighting system.
Avantageusement, les pièces de guidage sont réalisées dans un même matériau, tel que du silicone, ces deux pièces de guidages étant fixées l’une à l’autre au moyen d’une colle présentant un indice optique proche de celui du matériau dans lequel sont réalisées les pièces de guidage.Advantageously, the guide pieces are made of the same material, such as silicone, these two guide pieces being fixed to one another by means of an adhesive having an optical index close to that of the material in which are made the guide pieces.
Ainsi, la colle comble les éventuelles poches d’air piégées entre les pièces de guidage emboîtées, ce matériau ne déviant sensiblement pas la lumière se propageant dans les guides de lumière. Du fait des tolérances de fabrication, les poches d’air présentent des tailles et des formes différentes. De ce fait, elles dévient la lumière dans les différents guides de différentes manières, et les taches lumineuses sont alors déformées. Grâce à la colle, les déviations n’ont pas lieu, ou alors sont faibles, et donc les taches lumineuses présentent toutes la même forme. Par ailleurs, la colle permet de solidariser efficacement les deux pièces de guidage l’une avec l’autre.Thus, the glue fills any trapped air pockets between the nested guide pieces, this material not substantially deviating the light propagating in the light guides. Due to manufacturing tolerances, the air pockets have different sizes and shapes. As a result, they deflect the light in different guides in different ways, and the light spots are then deformed. Thanks to the glue, the deviations do not take place, or are weak, and therefore the light spots all have the same shape. Moreover, the adhesive makes it possible to effectively secure the two guide pieces together.
Une autre solution consiste à ménager volontairement une fine couche d’air là ou elle est inévitable en l’absence de colle entre les extrémités des guides de la première pièce de guidage et le dispositif optique de projection. Ces couches ne provoquent que des pertes par réflexion vitreuse qui peuvent être compensées par le flux des sources de lumière correspondantes, par exemple en choisissant des sources présentant un code « bin », ou code de luminosité, supérieur à celui des sources de lumière en regard des guides de lumière de la deuxième pièce de guidage ou en alimentant ces sources de lumière à un courant supérieur au courant alimentant les sources de lumière en regard des guides de lumière de la deuxième pièce de guidage.Another solution is to deliberately provide a thin layer of air where it is inevitable in the absence of glue between the ends of the guides of the first guide piece and the projection optical device. These layers cause only losses by glassy reflection which can be compensated for by the flow of the corresponding light sources, for example by choosing sources having a "bin" code, or brightness code, higher than that of the light sources facing each other. light guides of the second guide piece or by supplying these light sources with a current greater than the current supplying the light sources facing the light guides of the second guide piece.
Avantageusement, la deuxième pièce de guidage est surmoulée sur la surface libre du dispositif optique de projection ou venue de matière de celui-ci.Advantageously, the second guide piece is overmolded on the free surface of the projection optical device or material of it.
Il n’est ainsi pas nécessaire de prévoir des moyens de fixation de la deuxième pièce de guidage au dispositif optique, ce qui permet de réduire le coût de fabrication du système d’éclairage.It is thus not necessary to provide means for fixing the second guide piece to the optical device, which reduces the manufacturing cost of the lighting system.
Avantageusement et de préférence, deux guides de lumière adjacents sont séparés par une lame d’air.Advantageously and preferably, two adjacent light guides are separated by an air gap.
On assure ainsi simplement la séparation des guides de lumière, sans moyens encombrants et on évite la transmission de rayons parasites d’un guide adjacent à un autre.This simply ensures the separation of the light guides, without bulky means and avoids the transmission of parasitic rays from one guide adjacent to another.
Avantageusement, chaque guide de lumière présente, dans tout plan perpendiculaire à l’axe optique du dispositif optique de projection, une section de forme polygonale, généralement rectangulaire ou trapézoïdale, à deux côtés horizontaux et deux côtés verticaux ou obliques.Advantageously, each light guide has, in any plane perpendicular to the optical axis of the projection optical device, a section of polygonal shape, generally rectangular or trapezoidal, with two horizontal sides and two vertical or oblique sides.
Cette forme de section des guides de lumière est propice au guidage de la lumière et est également simplement réalisable.This form of section of the light guides is conducive to the guidance of light and is also simply feasible.
De préférence, chaque guide associé à une source de lumière est délimité par deux lignes de contour dit d’extrémité, de préférence deux segments de droite, imposant la forme de deux extrémités longitudinales de la bande lumineuse générée par la source de lumière associée au guide, ces deux lignes de contour d’extrémité étant situées à distance d’une surface focale du dispositif optique de projection.Preferably, each guide associated with a light source is delimited by two so-called end contour lines, preferably two line segments, in the form of two longitudinal ends of the light band generated by the light source associated with the guide. , these two end contour lines being located at a distance from a focal surface of the projection optical device.
Ainsi, les deux extrémités longitudinales de chaque bande lumineuse générée par le système d’éclairage sont floues. De la sorte, le gradient d’intensité lumineuse dans ces zones est faible, et la transition entre les zones éclairées et les zones non éclairées est douce.Thus, the two longitudinal ends of each light band generated by the lighting system are blurred. In this way, the luminous intensity gradient in these areas is low, and the transition between the illuminated and the unlit areas is smooth.
Avantageusement, chaque guide associé à une source de lumière est délimité par deux lignes de contour dit latéral, de préférence deux segments de droite, imposant la forme de deux bords latéraux de la bande lumineuse générée par la source de lumière associée au guide, ces deux lignes de contour latéral étant sensiblement incluses dans le plan focal du dispositif optique de projection.Advantageously, each guide associated with a light source is delimited by two so-called lateral contour lines, preferably two line segments, imposing the shape of two lateral edges of the light band generated by the light source associated with the guide, these two lateral contour lines being substantially included in the focal plane of the projection optical device.
Ainsi, les bandes lumineuses générées par le système d’éclairage présentent des bords latéraux nets. De la sorte, on évite que les bandes lumineuses se recouvrent, ce qui pourrait nuire au fonctionnement du système d’éclairage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique et de dessus d’un système d’éclairage selon un premier mode de réalisation de l’invention dans un repère orthogonal XYZ, dans lequel les directions X et Y sont respectivement les directions horizontales parallèle et perpendiculaire à la direction de déplacement du véhicule dans lequel est monté le système d’éclairage, et la direction Z est la direction verticale, - la figure 2 est une vue en section selon le plan XY d’un module d’éclairage du système d’éclairage de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective du module d’éclairage de la figure 2, - la figure 4 est une vue en section selon le plan XY des guides de lumière du module d’éclairage de la figure 2, à une plus grande échelle que celle de la figure 2, - la figure 5 est une vue éclatée des pièces de guidage d’un module d’éclairage selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, - la figure 6 est une vue en perspective des pièces de guidage de la figure 5, après assemblage, - la figure 7 illustre les taches lumineuses formées par le système d’éclairage du deuxième mode de réalisation de l’invention devant le véhicule, - la figure 8 est une vue en section dans le plan XY des pièces de guidage de la figure 6, et - les figures 9 et 10 illustrent respectivement des vues en section selon les lignes IX-IX et X-X des pièces de guidage de la figure 8.Thus, the light bands generated by the lighting system have sharp lateral edges. In this way, it prevents the light bands overlap, which could affect the operation of the lighting system. The invention will be better understood on reading the following description given solely by way of example and with reference to the drawings in which: FIG. 1 is a diagrammatic and top view of a lighting system according to a first embodiment of the invention in an orthogonal coordinate system XYZ, in which the X and Y directions are respectively the horizontal directions parallel and perpendicular to the direction of movement of the vehicle in which the lighting system is mounted, and the direction Z is the vertical direction; FIG. 2 is a sectional view along the XY plane of a lighting module of the lighting system of FIG. 1; FIG. 3 is a perspective view of the lighting module. FIG. 4 is a sectional view along the XY plane of the light guides of the lighting module of FIG. 2, on a larger scale than that of FIG. 2; FIG. view FIG. 6 is a perspective view of the guide parts of FIG. 5, after assembly, FIG. 7 illustrates the views of the guiding parts of a lighting module according to a second embodiment of the invention. light spots formed by the illumination system of the second embodiment of the invention in front of the vehicle; - figure 8 is a sectional view in the XY plane of the guide pieces of figure 6, and - figures 9 and 10 respectively illustrate cross-sectional views along lines IX-IX and XX of the guide pieces of FIG. 8.
On a illustré en figure 1 un système d’éclairage 1 pour un projecteur de véhicule automobile selon un premier mode de réalisation de l’invention. Ce système d’éclairage 1 comprend un module d’éclairage 2. Ce module d’éclairage 2 comprend un ensemble 4 de sources de lumière 6, et des moyens de guidage 8 de la lumière émise par les sources de lumière 6. Les moyens de guidage 8 guident la lumière vers un dispositif optique de projection 10 destiné à projeter la lumière qui est émise par les sources de lumière 6 et qui est guidée par les moyens de guidage 8 à l’extérieur du système d’éclairage 1, vers l’avant du véhicule. Le dispositif optique de projection 10 est ici formé par une lentille de projection en forme générale d’hémisphère. La lentille présente une surface libre 12 ayant la forme d’un disque. La lentille présente un axe optique 10A sensiblement parallèle à la direction X et une surface focale 10P ici plane, la surface libre 12 de la lentille étant située à distance de la surface focale 10P. Optionnellement, un dispositif optique de projection complémentaire 14 tel qu’une lentille de projection peut être placé devant le dispositif optique de projection 10 en considérant la trajectoire de la lumière émise par les sources de lumière 6.FIG. 1 illustrates a lighting system 1 for a motor vehicle headlight according to a first embodiment of the invention. This lighting system 1 comprises a lighting module 2. This lighting module 2 comprises an assembly 4 of light sources 6, and means 8 for guiding the light emitted by the light sources 6. 8 guide the light towards an optical projection device 10 for projecting the light which is emitted by the light sources 6 and which is guided by the guide means 8 to the outside of the lighting system 1, towards the before the vehicle. The optical projection device 10 is here formed by a projection lens in the general shape of a hemisphere. The lens has a free surface 12 in the form of a disc. The lens has an optical axis 10A substantially parallel to the direction X and a focal surface 10P here planar, the free surface 12 of the lens being located at a distance from the focal surface 10P. Optionally, a complementary projection optical device 14 such as a projection lens may be placed in front of the optical projection device 10 by considering the path of the light emitted by the light sources 6.
On va maintenant décrire plus en détails les éléments compris dans le système d’éclairage 1 en référence aux figures 2 à 4.The elements included in the lighting system 1 will now be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4.
Les sources de lumière 6 comprennent chacune une diode électroluminescente éventuellement du type diode laser, émettant de la lumière sensiblement monochromatique. Chaque diode laser est couplée à des moyens de conversion de longueur d’onde destinés à transformer la lumière sensiblement monochromatique en lumière blanche. Ces moyens de conversion de longueur d’onde sont par exemple constitués par un bloc, en forme de parallélépipède rectangle, en matériau convertisseur de longueur d’onde, par exemple un matériau phosphorescent ou luminescent, tel que des cristaux YAG (Yttrium Aluminium Garnet) dopés aux terres rares, du sulfure de zinc (ZnS), etc. La lumière blanche est émise par les moyens de conversion de longueur d’onde depuis une surface de ces moyens. En d’autres termes, les sources de lumière 6 comportent chacune une face de forme générale rectangulaire d’émission de lumière. Ces faces d’émission de lumière sont sensiblement centrées sur une même droite définissant une direction d’alignement 16 des sources de lumière 6 sensiblement parallèle à deux côtés opposés de chaque face d’émission de lumière. La direction d’alignement 16 est sensiblement parallèle à la direction Y.The light sources 6 each comprise a light-emitting diode, possibly of the laser diode type, emitting substantially monochromatic light. Each laser diode is coupled to wavelength conversion means for transforming the substantially monochromatic light into white light. These wavelength conversion means are for example constituted by a rectangular parallelepiped shaped block, a wavelength converter material, for example a phosphorescent or luminescent material, such as YAG (Yttrium Aluminum Garnet) crystals. rare earth doped, zinc sulphide (ZnS), etc. The white light is emitted by the wavelength converting means from a surface of these means. In other words, the light sources 6 each comprise a face of generally rectangular shape of light emission. These light-emitting faces are substantially centered on the same straight line defining an alignment direction 16 of the light sources 6 substantially parallel to two opposite sides of each light-emitting face. The alignment direction 16 is substantially parallel to the Y direction.
Le nombre de sources de lumière 6 est de préférence supérieur ou égal à trois et le plus élevé possible, chaque source 6 produisant une des taches lumineuses formant l’éclairage. En variante, on pourra prévoir de remplacer les diodes par des sources de lumière blanche d’un autre type, auquel cas on se dispensera de moyens de conversion de longueur d’onde.The number of light sources 6 is preferably greater than or equal to three and the highest possible, each source 6 producing one of the light spots forming the illumination. Alternatively, it may be provided to replace the diodes by white light sources of another type, in which case we will dispense with wavelength conversion means.
Les moyens de guidage de la lumière 8 sont placés en regard des faces d’émission de lumière des sources de lumière 6. Ils sont destinés à guider la lumière émise par chaque source de lumière 6 vers le dispositif optique de projection 10. Les moyens de guidage de lumière 8 comprennent des guides de lumière 18 en nombre égal au nombre de sources de lumière 6. Chaque guide de lumière 18 est couplé avec une source de lumière 6, et réciproquement chaque source de lumière 6 est couplée avec un guide de lumière 18. Les guides de lumière 18 sont agencés de manière à former, à partir de la lumière émise par les sources de lumière 6 et en coopération avec le dispositif optique de projection 10, une tache lumineuse par source de lumière 6, chaque tache lumineuse ayant une forme de bande lumineuse. On verra dans la suite de quelle manière ces taches lumineuses sont engendrées.The light guiding means 8 are placed facing the light-emitting faces of the light sources 6. They are intended to guide the light emitted by each light source 6 to the projection optical device 10. The means for light guide 8 comprise light guides 18 in number equal to the number of light sources 6. Each light guide 18 is coupled with a light source 6, and reciprocally each light source 6 is coupled with a light guide 18 The light guides 18 are arranged to form, from the light emitted by the light sources 6 and in cooperation with the optical projection device 10, a light spot by light source 6, each light spot having a form of light band. We will see in the following how these light spots are generated.
Les guides de lumière 18 sont répartis sur des première 20 et seconde 22 pièces de guidage distinctes de formes complémentaires, emboîtées l’une dans l’autre comme cela ressort de la figure 2. En section dans un plan parallèle au plan défini par la droite définissant la direction d’alignement 16 et l’axe optique 10A du dispositif optique de projection 10, chaque pièce de guidage 20, 22 a une forme générale de peigne comportant des dents formant les guides de lumière 18, et des creux alternant avec les dents. De la sorte, les dents de la première pièce de guidage 20 sont aptes à pénétrer dans les creux de la seconde pièce de guidage 22, et inversement, les dents de la seconde pièce de guidage 22 sont aptes à pénétrer dans les creux de la première pièce de guidage 20. Les pièces de guidage 20, 22 s’emboîtent ainsi efficacement l’une dans l’autre en minimisant les volumes d’air entre les pièces de guidage 20, 22.The light guides 18 are distributed on first 20 and second 22 separate guide parts of complementary shapes, nested one inside the other as is apparent from Figure 2. In section in a plane parallel to the plane defined by the right defining the alignment direction 16 and the optical axis 10A of the projection optical device 10, each guide piece 20, 22 has a general comb shape with teeth forming the light guides 18, and recesses alternating with the teeth . In this way, the teeth of the first guide piece 20 are able to penetrate into the recesses of the second guide piece 22, and conversely, the teeth of the second guide piece 22 are able to penetrate into the recesses of the first 20. The guide pieces 20, 22 thus interlock efficiently with one another by minimizing the air volumes between the guide pieces 20, 22.
Les deux pièces de guidage 20, 22 sont réalisées dans un même matériau, tel que du silicone ou du polycarbonate. Ces deux pièces de guidages 20, 22 sont par exemple fixées l’une à l’autre au moyen d’une colle présentant un indice optique proche de celui du matériau dans lequel sont réalisées les pièces de guidage. On s’assure ainsi que les éventuelles poches d’air situées entre les deux pièces de guidage 20, 22 sont remplies par cette colle. Etant donné qu’elle présente un indice optique proche de celui du matériau des pièces de guidage 20, 22, par exemple égal à plus ou moins 0,1, la colle ne dévie que très peu la lumière se propageant dans les moyens de guidage 8 par rapport à la trajectoire souhaitée. On peut également prévoir de ne pas avoir à recourir à une colle et d’utiliser tout autre moyen de fixation connu de l’homme du métier. Ces moyens de fixation peuvent notamment s’étendre sur des surfaces latérales des pièces de guidage 20, 22, c’est-à-dire celles s’étendant sensiblement perpendiculairement à la direction verticale Z. En effet, dans cette position, les moyens de fixation ne gêneraient pas la propagation de la lumière dans le système d’éclairage 1.The two guide pieces 20, 22 are made of the same material, such as silicone or polycarbonate. These two guide pieces 20, 22 are for example fixed to one another by means of an adhesive having an optical index close to that of the material in which the guide pieces are produced. This ensures that any air pockets between the two guide pieces 20, 22 are filled by this glue. Since it has an optical index close to that of the material of the guide pieces 20, 22, for example equal to plus or minus 0.1, the glue deviates only very little the light propagating in the guide means 8 relative to the desired trajectory. One can also provide not to have to use a glue and use any other fastening means known to those skilled in the art. These fixing means may in particular extend on lateral surfaces of the guide pieces 20, 22, that is to say those extending substantially perpendicularly to the vertical direction Z. Indeed, in this position, the means of fixation would not interfere with the propagation of light in the lighting system 1.
Les guides de lumière 18 sont répartis sur les première 20 et seconde 22 pièces de guidage de façon qu’en considérant la direction d’alignement 16 des sources de lumière 6, les guides de lumière 18 portés par la première pièce de guidage 20 alternent avec les guides de lumière 18 portés par la seconde pièce de guidage 22. Un tel agencement permet d’augmenter les surfaces de contact entre les deux pièces de guidage 20, 22 et donc d’améliorer la fixation des pièces de guidage 20, 22 l’une avec l’autre.The light guides 18 are distributed over the first 20 and second 22 guide pieces so that, in view of the alignment direction 16 of the light sources 6, the light guides 18 carried by the first guide piece 20 alternate with the light guides 18 carried by the second guide piece 22. Such an arrangement makes it possible to increase the contact surfaces between the two guide pieces 20, 22 and thus to improve the fixing of the guide pieces 20, 22 one with the other.
La première pièce de guidage 20 est placée en regard des faces d’émission de lumière. Une surface libre de la première pièce de guidage 20 présente des reliefs de rabattement des faisceaux lumineux 24 destinés à focaliser les rayons lumineux émis par chaque source de lumière 6 vers le guide de lumière 18 avec lequel elle est couplée. Ces reliefs de rabattement 24 forment des surfaces d’entrée de la lumière dans les guides de lumière 18. Ces reliefs de rabattement 24 forment des dioptres convergeant et sont aptes à focaliser la lumière émise par chaque source de lumière 6 vers l’intérieur du guide de lumière 18 avec lequel la source 6 est couplée. Il s’en suit qu’on augmente la quantité de lumière qui pénètre à l’intérieur des guides de lumière 18 pour augmenter l’intensité lumineuse du faisceau sortant du système d’éclairage 1 et qu’on évite autant que faire se peut d’injecter de la lumière d’une source de lumière 6 vers les guides de lumière 18 adjacents à celui qui lui est apparié. Les faisceaux F représentés sur la figure 2 illustrent les effets des reliefs de rabattement 24.The first guide piece 20 is placed opposite the light-emitting faces. A free surface of the first guide piece 20 has reliefs for folding the light beams 24 for focusing the light rays emitted by each light source 6 towards the light guide 18 with which it is coupled. These folding reliefs 24 form input surfaces of the light in the light guides 18. These folding reliefs 24 form converging diopters and are able to focus the light emitted by each light source 6 towards the inside of the guide light 18 with which the source 6 is coupled. It follows that we increase the amount of light that penetrates inside the light guides 18 to increase the light intensity of the beam coming out of the lighting system 1 and that we avoid as much as possible d injecting light from a light source 6 towards the light guides 18 adjacent to the one that is paired with it. The beams F shown in FIG. 2 illustrate the effects of the folding reliefs 24.
La seconde pièce de guidage 22 est rapportée sur la surface libre 12 du dispositif optique de projection 10. Dans le cas présent, la deuxième pièce de guidage 22 est surmoulée sur la surface libre 12 du dispositif optique de projection 10. Grâce au surmoulage, il n’est pas nécessaire de prévoir de moyens de fixation spécifiquement dédiés à la fixation de la seconde pièce de guidage 22 sur la surface libre 12. On pourra néanmoins prévoir de fixer la deuxième pièce de guidage 22 sur la surface libre 12 par tout autre moyen. On peut également prévoir que la seconde pièce de guidage 22 soit venue de matière avec la lentille de projection.The second guide piece 22 is attached to the free surface 12 of the projection optical device 10. In the present case, the second guide piece 22 is overmolded on the free surface 12 of the projection optical device 10. Thanks to the overmolding, it it is not necessary to provide fastening means specifically dedicated to fixing the second guide piece 22 to the free surface 12. It will nevertheless be possible to fix the second guide piece 22 on the free surface 12 by any other means . It can also be provided that the second guide piece 22 is integral with the projection lens.
On va maintenant décrire un exemple possible de la manière dont les pièces de guidages 20, 22 peuvent être fabriquées et installées dans le système d’éclairage 1.A possible example will now be described of how the guide pieces 20, 22 may be manufactured and installed in the lighting system 1.
Dans un premier temps, on surmoule la deuxième pièce de guidage 22 sur la surface libre 12 du dispositif optique de projection 10 de manière connue en soi. Pour faciliter le démoulage de la deuxième pièce de guidage 22 qui s’effectue parallèlement à la direction X, on moule les dents de la deuxième pièce de guidage 22 légèrement en dépouille.In a first step, the second guide piece 22 is overmolded on the free surface 12 of the projection optical device 10 in a manner known per se. To facilitate demolding of the second guide piece 22 which is carried out parallel to the X direction, molds the teeth of the second guide piece 22 slightly undercut.
Dans un second temps, on forme la première pièce de guidage 20, par exemple par moulage en donnant aux dents de cette première pièce de guidage 20 des formes en contre-dépouille. En effet, en se référant à la figure 4, on voit que toutes les dents de la première pièce de guidage 20 sont moulées en contre-dépouille. On modifie de la sorte la forme des guides de lumière 18 et donc celles de taches lumineuses générées par le système d’éclairage 1. Ces contre-dépouilles sont permises par l’axe de démoulage de la pièce de guidage 20, perpendiculaire au plan de la figure 4. L’emboitement de la première pièce de guidage 20 dans la seconde pièce de guidage 22 s’effectue par translation parallèlement à la direction Z.In a second step, the first guide piece 20 is formed, for example by molding, giving the teeth of this first guide piece 20 undercut shapes. Indeed, with reference to Figure 4, we see that all the teeth of the first guide member 20 are molded against undercut. This changes the shape of the light guides 18 and thus those of light spots generated by the lighting system 1. These undercuts are allowed by the demolding axis of the guide piece 20, perpendicular to the plane of Figure 4. The engagement of the first guide piece 20 in the second guide member 22 is performed by translation parallel to the direction Z.
Le moulage en contre-dépouille de la première pièce de guidage 20 permet de ménager une lame d’air 25 entre chaque guide de lumière 18, ces lames d’air 25 étant destinées à séparer les guides de lumière 18. Chaque lame d’air 25 présente une épaisseur de l’ordre de quelques dizaines de micromètres en moyenne. La forme en contre-dépouille de la première pièce de guidage 20 permet également aux guides de lumière 18 de mieux guider la lumière car une telle forme réduit l’angle maximal selon lequel un rayon lumineux se propageant dans un guide 18 peut rencontrer une paroi latérale dudit guide 18, c’est-à-dire une paroi de normale sensiblement incluse dans un plan horizontal.The undercut molding of the first guide piece 20 allows to provide an air gap 25 between each light guide 18, these air strips 25 being intended to separate the light guides 18. Each blade of air 25 has a thickness of the order of a few tens of micrometers on average. The undercut shape of the first guide piece 20 also allows the light guides 18 to better guide the light because such a shape reduces the maximum angle at which a light ray propagating in a guide 18 can meet a side wall. said guide 18, that is to say a wall of normal substantially included in a horizontal plane.
Les opérations de moulage décrites ci-dessus permettent aux pièces de guidage 20, 22 de présenter un jeu l’une par rapport à l’autre quasiment nul, en général de l’ordre de 200 pm ou moins, selon les tolérances d’usinage appliquées. De préférence, on ajoute de la colle dans les creux de la seconde pièce de guidage 22 avant d’y emboiter la première pièce de guidage 20 pour éviter la présence de poches d’air indésirables entre les deux pièces de guidage 20, 22.The molding operations described above allow the guide pieces 20, 22 to have almost zero clearance with respect to each other, generally of the order of 200 μm or less, depending on the machining tolerances. applied. Preferably, glue is added to the recesses of the second guide piece 22 before the first guide piece 20 is fitted therein to prevent the presence of undesirable air pockets between the two guide pieces 20, 22.
On va maintenant décrire de quelle manière fonctionne le système d’éclairage 1. Comme cela a été décrit précédemment, les sources de lumière 6 émettent de la lumière blanche en direction des guides de lumière 18. Ceux-ci guident alors la lumière jusqu’au dispositif optique de projection 10 qui projette la lumière hors du système d’éclairage 1, vers l’avant du véhicule. Comme cela ressort notamment de la figure 3, chaque guide de lumière 18 présente, dans tout plan perpendiculaire à l’axe optique 10A du dispositif de projection 10, une section de forme générale rectangulaire à deux côtés horizontaux et deux côtés verticaux. De la sorte, les taches lumineuses générées par le système d’éclairage 1 ont chacune globalement la forme d’un rectangle, bien que le moulage en contre-dépouille de la première pièce de guidage 20 procure à chaque tache lumineuse une forme sensiblement trapézoïdale.We will now describe how the lighting system 1 operates. As previously described, the light sources 6 emit white light in the direction of the light guides 18. These then guide the light to projection optical device 10 which projects the light out of the lighting system 1 towards the front of the vehicle. As is apparent from Figure 3, each light guide 18 has, in any plane perpendicular to the optical axis 10A of the projection device 10, a section of generally rectangular shape with two horizontal sides and two vertical sides. In this way, the light spots generated by the lighting system 1 are generally in the form of a rectangle, although the undercut molding of the first guide piece 20 provides each light spot a substantially trapezoidal shape.
On a représenté en figures 5 et 6 les pièces de guidage 20, 22 d’un module d’éclairage selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Ce deuxième mode de réalisation diffère du premier mode en ce que chaque guide 18 associé à une source de lumière 6 est délimité par deux lignes de contour dit d’extrémité, ici deux segments de droite, imposant la forme de deux extrémités longitudinales de la bande lumineuse générée par la source de lumière 6 associée au guide 18, ces deux lignes de contour d’extrémité étant situées à distance du plan focal 10P du dispositif optique de projection 10.FIGS. 5 and 6 show the guiding parts 20, 22 of a lighting module according to a second embodiment of the invention. This second embodiment differs from the first embodiment in that each guide 18 associated with a light source 6 is delimited by two so-called end contour lines, here two line segments, imposing the shape of two longitudinal ends of the strip. light generated by the light source 6 associated with the guide 18, these two end contour lines being located at a distance from the focal plane 10P of the projection optical device 10.
Ce deuxième mode de réalisation diffère également du premier mode en ce que chaque guide 18 associé à une source de lumière 6 est délimité par deux lignes de contour dit latéral, de préférence deux segments de droite, imposant la forme de deux bords latéraux de la bande lumineuse 26 générée par la source de lumière 6 associée au guide 18, ces deux lignes de contour latéral étant sensiblement incluses dans la surface focale 10P du dispositif optique de projection 10.This second embodiment also differs from the first embodiment in that each guide 18 associated with a light source 6 is delimited by two so-called lateral contour lines, preferably two line segments, in the form of two lateral edges of the strip. light 26 generated by the light source 6 associated with the guide 18, these two lateral contour lines being substantially included in the focal area 10P of the projection optical device 10.
La figure 7 illustre les taches lumineuses 26 engendrées par le système d’éclairage 1 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention. Chaque tache lumineuse 26 a une forme générale de bande lumineuse sensiblement rectangulaire et allongée selon la direction verticale Z. Chaque tache lumineuse 26 présente des bords latéraux légèrement inclinés par rapport à la direction verticale Z, d’un angle environ égal à quelques degrés. Cette inclinaison est causée par le moulage en contre-dépouille de la première pièce de guidage 20 et par le moulage en contre-dépouille de la seconde pièce de guidage 22. Ces propriétés des taches lumineuses 26 sont également obtenues pour un système d’éclairage 1 selon le premier mode de réalisation de l’invention.FIG. 7 illustrates the light spots 26 generated by the lighting system 1 according to the second embodiment of the invention. Each light spot 26 has a general shape of substantially rectangular light band and elongate in the vertical direction Z. Each light spot 26 has lateral edges slightly inclined relative to the vertical direction Z, an angle of about a few degrees. This inclination is caused by the undercut molding of the first guide piece 20 and the undercut molding of the second guide piece 22. These properties of the light spots 26 are also obtained for a lighting system 1 according to the first embodiment of the invention.
Les bords latéraux de chaque bande 26 sont nets alors que les bords d’extrémité de chaque bande 26 sont flous. De la sorte, les bandes lumineuses 26 sont nettement démarquées les unes par rapport aux autres afin qu’elles ne se chevauchent pas, et les transitions en intensité lumineuses aux extrémités hautes et basses des bandes lumineuses 26 sont douces, ce qui améliore le confort de vue du conducteur du véhicule. Dans la présente invention, on détermine le degré de netteté d’une coupure ou du bord d’une bande lumineuse par mesure du contraste G au niveau de la ligne de coupure, selon le mode de mesure règlementaire de la netteté des coupures des faisceaux d’éclairage à coupure des véhicules automobiles. Ainsi, on place un écran de mesure à 25 m du système d’éclairage et on relève la valeur d’éclairement Εβ (en lux) à un angle β donné d’un coté de la coupure et la valeur d’éclairement E β+ο,1° à un angle β+0,1°, situé de l’autre coté de la coupure. Le contraste G est égal à log Εβ - log E β+0,1°· Si G est supérieur à 0,13 alors la coupure est nette.The lateral edges of each band 26 are sharp while the end edges of each band 26 are blurred. In this way, the light strips 26 are clearly demarcated relative to each other so that they do not overlap, and the light intensity transitions at the high and low ends of the light strips 26 are soft, which improves the comfort of view of the driver of the vehicle. In the present invention, the degree of sharpness of a cut or the edge of a light strip is determined by measuring the contrast G at the cut-off line, according to the regulatory measurement mode of the sharpness of the cuts of the light beams. 'cut-off lighting of motor vehicles. Thus, a measurement screen is placed at 25 m from the lighting system and the illumination value Εβ (in lux) is recorded at a given angle β on one side of the cut and the illumination value E β + ο, 1 ° at an angle β + 0.1 °, located on the other side of the cut. The contrast G is equal to log Εβ - log E β + 0.1 ° · If G is greater than 0.13 then the cut is sharp.
Le fait que les deux lignes de contour latéral soient sensiblement incluses dans la surface focale 10P est la raison pour laquelle les extrémités latérales de chaque bande lumineuse 26 sont nettes. Les deux lignes de contour latéral sont sensiblement incluses dans les droites représentées par les traits 30 et 30’. Chaque guide de lumière 18 présente de telles droites. Elles sont également visibles sur les figures 7 à 9.The fact that the two lateral contour lines are substantially included in the focal area 10P is the reason why the lateral ends of each light strip 26 are sharp. The two lateral contour lines are substantially included in the lines represented by lines 30 and 30 '. Each light guide 18 has such lines. They are also visible in FIGS. 7 to 9.
Le fait que les deux lignes de contour d’extrémité soient placées à distance du plan focal 10P est la raison pour laquelle les extrémités hautes et basses des bandes lumineuses 26 sont floues. Les deux lignes de contour d’extrémité sont sensiblement incluses dans les droites représentées par les traits discontinus 28 et 28’. Ces deux droites sont communes à tous les guides de lumière 18. Ces deux droites sont également visibles sur les figures 7 à 9.The fact that the two end contour lines are spaced apart from the focal plane 10P is why the high and low ends of the light strips 26 are blurred. The two end contour lines are substantially included in the lines represented by the discontinuous lines 28 and 28 '. These two lines are common to all the light guides 18. These two lines are also visible in FIGS. 7 to 9.
Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci.Of course, we can bring to the invention many changes without departing from the scope thereof.
On pourra équiper le système d’éclairage de plusieurs modules d’éclairage tels que celui décrit dans ce qui précède, par exemple pour générer un nombre plus important de bandes lumineuses ou bien pour combler les zones sombres situées entre les bandes lumineuses générées par un module d’éclairage.The lighting system may be equipped with several lighting modules such as the one described above, for example to generate a larger number of light strips or to fill in the dark areas between the light bands generated by a module. lighting.
On pourra prévoir de centrer les faces d’émission de lumière des sources sur une ligne qui soit une courbe plane située dans un plan perpendiculaire à la direction verticale Z, et non pas sur une ligne droite. Dans ce cas, les guides de lumière devront présenter des longueurs différentes de sorte que les surfaces d’entrée de lumière des guides de lumière soient centrées sur une courbe plane située dans un plan perpendiculaire à la direction verticale Z et de sorte que la face d’émission de lumière de chaque source de lumière soit située à une même distance du guide de lumière auquel elle est associée. On optimise de la sorte la forme du dispositif optique de projection.It will be possible to center the light-emitting faces of the sources on a line which is a plane curve located in a plane perpendicular to the vertical direction Z, and not on a straight line. In this case, the light guides will have different lengths so that the light entry surfaces of the light guides are centered on a plane curve located in a plane perpendicular to the vertical direction Z and so that the face of emission of light from each light source is located at the same distance from the light guide with which it is associated. In this way, the shape of the projection optical device is optimized.
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