FR3055947A1 - Systeme optique de vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention se rapporte notamment à un dispositif lumineux (207) de véhicule automobile comportant une source lumineuse (212) et un système optique (214) de projection, le système optique ayant un axe optique (232) et comprenant une lentille en verre (234) et une lentille (236) portant un élément diffractif (238). L'invention offre un système optique de dispositif lumineux de véhicule automobile amélioré.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention se rapporte au domaine des dispositifs lumineux de véhicule automobile.
ARRIERE-PLAN
La projection d'un faisceau lumineux par un dispositif lumineux de véhicule automobile permet classiquement d'éclairer la route avec un éclairage global et ainsi d'augmenter la visibilité en cas d'obscurité, par exemple de nuit. Cela permet une conduite sécurisée du véhicule.
Dans ce domaine, un problème connu est l'apparition de franges de couleur, souvent violet, le long de lignes de démarcation entre une zone éclairée et une zone non éclairée. Une telle frange apparaît particulièrement souvent pour un feu de croisement. La FIG. 1 montre un exemple d'une telle frange de couleur 102 entre une zone éclairée 104 et une zone non éclairée 106. Cette frange de couleur, gênante pour le conducteur, est une aberration chromatique produite par le dispositif lumineux. Une aberration chromatique produite par un dispositif lumineux est une aberration optique due au chromatisme du système optique du dispositif lumineux.
Les tentatives existantes de remédier à ce problème sont souvent complexes à mettre en œuvre et/ou ne présentent pas des propriétés optiques suffisamment bonnes en toutes circonstances.
Dans ce contexte, il existe toujours un besoin pour un système optique de dispositif lumineux de véhicule automobile amélioré.
RESUME DE L'INVENTION
On propose pour cela un dispositif lumineux de véhicule automobile comportant une source lumineuse et un système optique de projection. Le système optique a un axe optique et comprend une lentille en verre et une lentille portant un élément diffractif.
Un élément diffractif est de manière connue un système qui effectue une correction partielle ou complète du chromatisme d'un système optique, en déviant de manière différente les rayons de lumière en fonction de la longueur d'onde. Un élément diffractif permet donc dans un système optique de compenser la déviation (inverse) des rayons de lumière différente en fonction de la longueur d'onde produite par les éléments portant la puissance optique du système optique. Cette déviation par les éléments portant la puissance optique du système optique peut survenir lors d'une réfraction par exemple par une lentille.
Le système optique peut être intégré à un dispositif lumineux de véhicule automobile, et il est donc apte à projeter sur la route de la lumière émise par le véhicule.
Un tel système optique apporte une amélioration au problème d'apparition de franges de couleurs le long de lignes de démarcation dans l'éclairage. En effet, l'élément diffractif permet d'obtenir un système optique présentant un chromatisme au moins réduit.
En outre, une lentille en verre présente de bonnes propriétés optiques. Notamment, une lentille en verre permet d'obtenir un meilleur comportement thermique (notamment par rapport à la netteté de l'éclairage, par exemple dans une zone de projection située au centre de l'éclairage et correspondant à une zone de la route devant le véhicule), une meilleure transmission lumineuse (plus de flux), et une meilleure couleur globale du faisceau (moins de jaunissement). En particulier, la lentille en verre résiste relativement bien aux variations thermiques et conserve ainsi mieux ses propriétés optiques que d'autres types de lentilles, en particulier les lentilles en résine, dont la variation d'indice de réfraction avec la température modifie notablement le faisceau quand la température change. Le fait que le système optique comprenne une lentille en verre permet donc d'obtenir une netteté relativement meilleure en toutes circonstances que des systèmes optiques ne comprenant pas une telle lentille en verre.
Egalement, le fait que le système optique comprenne une lentille distincte de la lentille en verre qui porte l'élément diffractif permet d'avoir une fabrication du système optique globalement simple. En particulier, la lentille en verre peut être fabriquée de manière classique pour obtenir les propriétés optiques souhaitées.
Etant donné que la lentille en verre ne porte pas l'élément diffractif, la fabrication de la lentille en verre n'est pas modifiée. En outre, la fabrication de la lentille portant l'élément diffractif peut être relativement simple.
Le dispositif lumineux peut comporter une source de lumière associée au système optique pour former un faisceau lumineux souhaité présentant une netteté souhaitée, en particulier au centre du faisceau. Le cas échéant, le système optique peut être agencé pour présenter :
-une puissance optique prédéterminée,
-une zone de focalisation de dimension inférieure à une dimension prédéterminée,
-un coefficient de chromatisme inférieur à un seuil de chromatisme prédéterminé,
-un coefficient de dilatation thermique inférieur à un seuil de dilatation prédéterminé, de sorte à ce que le faisceau lumineux projeté par le système à partir des rayons émis par la source lumineux soit sensiblement identique au faisceau lumineux souhaité et présente la netteté souhaitée, en particulier au centre du faisceau.
Avantageusement, les lentilles peuvent présenter des rayons de courbures de sorte à ce que la somme de leurs puissances optiques soit sensiblement égale à la puissance optique prédéterminée. Avantageusement encore, au moins une des lentilles, notamment la lentille en verre, peut présenter une forme asphérique de sorte à ce que la dimension de la zone de focalisation soit sensiblement inférieure à la dimension prédéterminée. Avantageusement encore, l'élément diffractif peut être agencé pour que le coefficient de chromatisme du système optique soit inférieur au seuil de chromatisme prédéterminé. Avantageusement encore, le matériau de la lentille en verre peut être choisi de sorte à ce que le coefficient de dilatation thermique soit inférieur au seuil de dilatation prédéterminé.
Dans des exemples, la lentille portant l'élément diffractif peut être dans un autre matériau que le verre, par exemple un matériau plus léger que le verre. Dans des exemples, le système optique peut ne comprendre aucune autre lentille en verre. Dans ces exemples, le système optique est relativement léger par rapport aux systèmes optiques où toutes les lentilles sont en verre, à puissance optique donnée.
Dans des exemples, la lentille en verre peut ne porter aucun élément diffractif et/ou aucun autre type de système corrigeant le chromatisme. Dans des exemples, le chromatisme n'est corrigé que par l'élément diffractif. En d'autres termes, le système optique ne contient pas d'autres système de correction du chromatisme. Par exemple le système optique ne contient pas d'autre élément diffractif. Dans ces exemples, le système optique est d'une conception relativement simple.
Selon différents modes de réalisation, le système optique peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles :
les lentilles sont alignées selon l'axe optique;
la lentille en verre présente une puissance optique supérieure à 40% et/ou inférieure à 65% de la puissance optique globale ;
la lentille portant l'élément diffractif est en résine plastique ;
la lentille portant l'élément diffractif est en polycarbonate ;
la lentille portant l'élément diffractif porte l'élément diffractif sur une surface orientée vers la direction de projection de lumière (en d'autres termes, une surface de sortie de la lentille) ;
la lentille portant l'élément diffractif porte l'élément diffractif sur une surface en regard de la lentille en verre (en d'autres termes, les rayons issus de la face de sortie de la lentille de l'élément diffractif pénètrent dans la lentille en verre) ;
la lentille portant l'élément diffractif porte l'élément diffractif sur une surface plane ;
l'élément diffractif est un réseau diffractif ;
au moins l'une des surfaces d'au moins l'un des lentilles est de forme asphérique, de forme toroïdale, ou de forme libre ;
au moins l'une des surface de la lentille en verre est de forme asphérique, de forme toroïdale, ou de forme libre ; la source lumineuse est électroluminescente ;
le dispositif lumineux comporte en outre une unité de contrôle de la source lumineuse ;
le dispositif lumineux est configuré pour projeter un faisceau lumineux pixélisé ; et/ou la source lumineuse est pixélisée.
On propose également un projecteur de lumière de véhicule automobile comportant un tel dispositif lumineux.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Différents modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits, à titre d'exemples nullement limitatifs, en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La FIG. 1 montre une aberration optique produite par un système optique de l'art antérieur ;
La FIG. 2 montre un exemple de dispositif lumineux ;
La FIG. 3 montre un exemple schématique de module lumineux comprenant une source lumineuse pixélisée ;
La FIG. 4 montre un exemple schématique de dispositif lumineux utilisé pour produire un faisceau lumineux pixélisé ; et
La FIG. 5 montre un exemple schématique de projection d'un faisceau lumineux pixélisé par un véhicule.
DESCRIPTION DETAILLEE
Le véhicule automobile peut être tout type de véhicule terrestre, par exemple une automobile (voiture), une motocyclette, ou un camion. Le véhicule peut être équipé d'un ou plusieurs projecteur(s) avant et/ou d'un ou plusieurs projecteur(s) arrière. L'un ou plusieurs des projecteurs avant et/ou arrière peuvent comprendre chacun un ou plusieurs dispositif(s) lumineux intégrant le système optique.
La lentille en verre peut présenter une puissance optique formant un pourcentage supérieur à 40% de la puissance optique globale. La puissance optique globale peut être égale à la somme de la puissance optique de la lentille en verre et de la puissance optique de la lentille portant l'élément diffractif (également appelée « lentille secondaire » dans la suite). Cela permet un bon comportement thermique.
La lentille en verre peut présenter une puissance optique formant un pourcentage inférieur à 65% de la puissance optique globale. Cela peut permettre de limiter le surpoids lié à l'utilisation de verre.
La lentille en verre peut être de forme asphérique, de forme toroïdale, ou de forme libre. Cela permet de limiter les aberrations.
La puissance optique de la lentille en verre peut être inférieure à trois fois la puissance de la lentille secondaire. Cela constitue un bon compromis entre qualité optique (notamment, en termes de stabilité de la netteté face aux variations thermiques) pour une puissance optique donnée et augmentation de poids liée à l'utilisation de verre plutôt qu'un matériau plus léger.
Le réseau diffractif peut être porté par une surface plane de la lentille secondaire. Le réseau diffractif peut être par exemple réalisé directement sur la surface plane de la lentille secondaire, par exemple par moulage ou gravure. Le réseau diffractif peut occuper la surface de la lentille secondaire le portant, par exemple intégralement ou partiellement. Le réseau diffractif peut par exemple occuper une périphérie de ladite surface et laisser une partie centrale de ladite surface neutre (c'est-à-dire dépourvue de réseau diffractif). Cela permet de moindres pertes optiques.
La lentille secondaire peut être en résine pour assurer une fabrication simple par moulage et pour réduire le poids. La lentille secondaire peut par exemple être est en polycarbonate. Dans ce cas le comportement est particulièrement bon car le polycarbonate est très résistant à la chaleur et à l'humidité. En outre, le cas d'une lentille secondaire en résine permet de simplifier la fabrication du système optique. En effet, une lentille en résine portant un élément diffractif est relativement simple à fabriquer, notamment dans le cas où l'élément diffractif est un réseau diffractif. La gravure de la résine est plus simple que celle, par exemple, du verre. Ainsi, le système optique présente un bon comportement optique grâce à la lentille en verre pouvant porter une partie relativement importante de la puissance optique globale, tout en corrigeant le chromatisme de la lentille en verre de manière simple.
Ainsi, dans des exemples, pour une valeur de netteté souhaitée, par exemple pour au moins une fonction d'éclairage et/ou dans au moins une zone de projection localisée (par exemple située au centre de l'éclairage et correspondant à une zone de la route devant le véhicule), le système optique permet d'optimiser un rapport entre poids, difficulté de fabrication et bonne stabilité thermique, tout en éliminant ou en réduisant l'apparition d'aberrations chromatiques.
Le système optique est intégré à tout dispositif lumineux de véhicule automobile comprenant une source lumineuse, afin de projeter la lumière produite par la source lumineuse sur la route.
Le dispositif lumineux peut être configuré pour projeter un faisceau lumineux pixélisé. La source lumineuse peut être une source lumineuse pixélisée. De manière additionnelle ou alternativement, la source lumineuse peut être une source électroluminescente. Dans ces cas, le dispositif lumineux peut comporter une unité de contrôle de la source lumineuse. L'unité de contrôle peut comprendre au moins un convertisseur de puissance et/ou un circuit intégré. Ces exemples correspondent à des fonctionnalités avancées des dispositifs lumineux de véhicule automobile. Dans ces exemples, le dispositif lumineux génère une quantité de chaleur importante. Dans ce contexte, le système optique peut corriger le chromatisme (grâce à la lentille secondaire) tout en produisant une bonne netteté même quand une forte chaleur est générée (grâce à la lentille de verre). Ces avantages sont d'autant plus importants dans le contexte d'un faisceau lumineux pixélisé. En effet, dans ce contexte, la netteté de l'éclairage est particulièrement critique, notamment pour des fonctions de projection d'image.
Pour un dispositif lumineux donné, la projection peut se faire sur une scène. La scène ou « scène de route » est l'environnement du véhicule susceptible d'être éclairé par le dispositif lumineux.
Un faisceau lumineux pixélisé est de manière connue un faisceau lumineux subdivisé en sous-faisceaux lumineux élémentaires appelés « pixels ». La subdivision peut être quelconque, par exemple former une grille présentant une dimension en azimut et une dimension en profondeur (ou éloignement) par rapport à la position du véhicule. Chaque pixel est contrôlable individuellement par le dispositif lumineux dans une mesure permettant de projeter au moins un motif sur la scène. Un motif est une zone localisée de la scène pour laquelle la valeur de l'intensité lumineuse s'écarte de la valeur nominale et créée un contraste localisé dans la scène.
Chaque pixel du faisceau lumineux pixélisé se projette sur une zone correspondante de la scène, également appelée « pixel ». Le dispositif lumineux peut contrôler individuellement l'intensité lumineuse de la source de chaque pixel du faisceau lumineux pixélisé pour ainsi contrôler individuellement l'éclairement de chaque pixel de la scène. Le dispositif lumineux peut diviser la scène en plus de 10 pixels, plus de 50 pixels, ou, pour une projection implémentant des fonctions avancées, plus de 500 pixels (par exemple de l'ordre de 1000 pixels ou plus de 1000 pixels). Le faisceau lumineux pixélisé peut par exemple assombrir un ou plusieurs groupes d'un ou plusieurs pixels, et/ou sur-illuminer un ou plusieurs groupes d'un ou plusieurs pixels par rapport à une valeur d'intensité lumineuse en cours, par exemple la valeur nominale.
La projection du motif peut améliorer une situation de conduite. Une situation de conduite peut correspondre à un ensemble de paramètres de conduite, par exemple incluant des paramètres environnementaux et/ou architecturaux relatifs à la route, des paramètres systèmes du véhicule et/ou d'autres véhicules, et/ou des paramètres relatifs à l'état de la route. L'amélioration peut consister en une projection du motif augmentant le confort et/ou aidant le conducteur du véhicule projetant le motif et/ou d'autres usagers (par exemple un autre conducteur d'un ou plusieurs autre(s) véhicule(s) et/ou un ou plusieurs piétons). La projection du motif peut accomplir cette amélioration en réalisant l'une ou plusieurs des fonctions suivantes : une fonction de projection d'information créée à l'attention du conducteur et/ou d'autres usagers, une fonction de mise en évidence ou de surbrillance d'objet(s) dans la scène, et/ou une fonction de non éblouissement de toute personne (par exemple d'un ou plusieurs autres usagers). Un tel motif permet de faciliter la conduite et/ou d'augmenter la sécurité, du point de vue du véhicule émetteur et/ou des autres véhicules en circulation à l'instant où le motif est projeté.
Un faisceau lumineux pixélisé peut être projeté par un dispositif lumineux comportant une source lumineuse pixélisée. La source lumineuse peut être apte à coopérer avec un système optique (intégré au dispositif ou non) agencé pour projeter sur la route un faisceau lumineux pixélisé émis par la source lumineuse pixélisée. Le procédé peut comprendre la projection du faisceau lumineux pixélisé avec un tel dispositif lumineux. La même source lumineuse pixélisée peut émettre l'éclairage global et l'image. Une source lumineuse pixélisée est une source lumineuse divisée en plusieurs unités de sources lumineuses contrôlables individuellement. Chaque pixel émis par la source lumineuse pixélisée, et donc chaque unité de source lumineuse, peut correspondre à un pixel du faisceau lumineux pixélisé projeté. Ainsi, l'intensité lumineuse de chaque pixel de la source lumineuse pixélisée et donc l'éclairement de chaque pixel de la scène peuvent être contrôlés individuellement. La source lumineuse pixélisée peut comporter plus de 1000 pixels. Le dispositif lumineux peut ainsi projeter des motifs à haute résolution.
La source lumineuse pixélisée peut comprendre une matrice d'unités de sources lumineuses. La matrice peut comprendre une multitude de pixels dans un plan. Dans le cas d'une source lumineuse comprenant une matrice de pixels et coopérant avec un système optique, le système optique peut présenter une zone de focalisation confondue avec le plan de la matrice de pixels, c'est-à-dire confondu avec la source lumineuse pixélisée.
La source lumineuse pixélisée peut être de type DMD (acronyme anglais pour « Digital Mirror Device ») où la modulation en rotation de micros-miroirs permet d'obtenir une intensité lumineuse souhaitée dans une direction donnée. La source lumineuse pixélisée peut être de type LCD (acronyme anglais pour « Liquid Crystal Displays ») comprenant une source de lumière surfacique devant laquelle des cristaux liquide sont placés. Le mouvement des cristaux liquide peut autoriser ou interdire le passage de lumière et forme ainsi faisceau lumineux pixélisé. La source lumineuse pixélisée peut être de type laser envoyant un faisceau de rayons de lumière vers un système de balayage qui le répartit sur la surface d'un dispositif de conversion de longueur d'onde, tel qu'une plaque comportant un luminophore.
La source lumineuse pixélisée peut être une source électroluminescente. Une source électroluminescente est une source de lumière à état solide (de l'anglais « solid-state lighting ») qui comprend au moins un élément électroluminescent. Des ίο exemples d'élément électroluminescent incluent la diode électroluminescente ou LED (acronyme anglais pour « Light Emitting Diode »), la diode électroluminescente organique ou OLED (acronyme anglais pour « Organic Light-Emitting Diode »), ou la une diode électroluminescente polymérique ou PLED (acronyme anglais pour « Polymer Light-Emitting Diode »). La source lumineuse pixélisée peut être une source lumineuse à semi-conducteur. Chaque élément électroluminescent ou groupe d'éléments électroluminescents peut former un pixel et peut émettre de la lumière lorsque son ou leur matériau est alimenté en électricité. Les éléments électroluminescents peuvent être chacun semi-conducteur, c'est-à-dire qu'ils comportent chacun au moins un matériau semi-conducteur. Les éléments électroluminescents peuvent être majoritairement en matériau semi-conducteur. On peut donc parler de pixel lumineux lorsqu'un élément électroluminescent ou groupe d'éléments électroluminescents formant un pixel de la source lumineuse pixélisée émet de la lumière. Les éléments électroluminescents peuvent être situés sur un même substrat, par exemple déposés sur le substrat ou obtenus par croissance et s'étendre à partir du substrat. Le substrat peut être majoritairement en matériau semi-conducteur. Le substrat peut comporter un ou plusieurs autres matériaux, par exemple non semi-conducteurs.
La source lumineuse pixélisée peut être électroluminescente à semiconducteur monolithique. La source peut par exemple être une matrice monolithique de pixels. La source lumineuse peut être par exemple une matrice monolithique de LEDs (traduction du terme anglais « monolithic array of LEDs »). Une matrice monolithique comprend au moins 50 éléments électroluminescents situés sur un même substrat (par exemple sur une même face du substrat), par exemple plus de 100, 1000 ou des milliers. Le substrat peut comporter du saphir et/ou du silicium. Les pixels de la matrice monolithique peuvent être séparés les uns des autres par des lignes (nommées « lanes » en anglais) ou des rues (nommées « streets » en anglais). La matrice monolithique peut donc former une grille de pixels. Une source monolithique est une source ayant une forte densité de pixels. La densité de pixels peut être supérieure ou égale à 400 pixels par centimètre carré (cm2). En d'autres termes, la distance entre le centre d'un premier pixel et le centre d'un deuxième pixel voisin du premier peut être égale ou inférieure à 500 micromètres (pm). Cette distance est également appelée « pixel pitch » en anglais.
Dans une première configuration, correspondant notamment au cas d'une matrice monolithique de LEDs, chacun des éléments électroluminescent de la matrice peut être indépendant électriquement des autres et émet ou non de la lumière indépendamment des autres éléments de la matrice. Chaque élément électroluminescent peut ainsi former un pixel. Une telle source lumineuse permet d'atteindre une haute résolution relativement simplement.
Dans une deuxième configuration, les éléments électroluminescents présentent une forme générale de « bâtonnets », par exemple de dimensions submillimétriques. Les bâtonnets peuvent chacun s'étendre orthogonalement au substrat, présenter une forme générale cylindrique, notamment de section polygonale, présenter un diamètre compris entre 0.5 pm et 2.0 pm, préférentiellement 1 pm, présenter une hauteur comprise entre 1 pm et 10 pm préférentiellement 8 pm, et/ou présenter une luminance d'au moins 60 Cd/mm2, de préférence d'au moins 80 Cd/mm2. La distance entre deux bâtonnets immédiatement adjacents peut être comprise entre 3 pm et 10 pm et/ou constante ou variable. Les bâtonnets peuvent être agencés pour émettre des rayons lumineux le long du bâtonnet (c'est-à-dire le long d'une direction perpendiculaire à un plan majoritaire d'extension du substrat) et en bout de celui-ci. Le matériau semiconducteur peut comporter du silicium. Les éléments électroluminescents sont répartis dans différentes zones d'émission lumineuse activables sélectivement, chaque pixel étant ainsi formé par une zone activable sélectivement. Une telle source lumineuse pixélisée présente des avantages d'encombrement et de durée de vie, et d'atteindre de très hautes résolutions.
La source lumineuse pixélisée peut être couplée à une unité de contrôle de l'émission lumineuse de la source lumineuse pixélisée. L'unité de contrôle peut ainsi commander (piloter) la génération (par exemple l'émission) et/ou la projection d'un faisceau lumineux pixélisé par le dispositif lumineux. L'unité de contrôle peut être intégrée au dispositif lumineux. L'unité de contrôle peut être montée sur la source lumineuse, l'ensemble formant ainsi un module lumineux. L'unité de contrôle peut comporter un processeur (ou encore CPU acronyme de l'anglais « Central Processing Unit », littéralement « unité centrale de traitement ») qui est couplé avec une mémoire sur laquelle est stockée un programme d'ordinateur qui comprend des instructions permettant au processeur de réaliser des étapes générant des signaux permettant le contrôle de la source lumineuse de manière à exécuter le procédé. L'unité de contrôle peut ainsi par exemple contrôler individuellement l'émission lumineuse de chaque pixel d'une source lumineuse pixélisée.
L'unité de contrôle peut former un dispositif électronique apte à commander des éléments électroluminescents. L'unité de contrôle peut être un circuit intégré. Un circuit intégré, encore appelé puce électronique, est un composant électronique reproduisant une ou plusieurs fonctions électroniques et pouvant intégrer plusieurs types de composants électroniques de base, par exemple dans un volume réduit (i.e. sur une petite plaque). Cela rend le circuit facile à mettre en œuvre. Le circuit intégré peut être par exemple un ASIC ou un ASSP. Un ASIC (acronyme de l'anglais « Application-Specific Integrated Circuit ») est un circuit intégré développé pour au moins une application spécifique (c'est-à-dire pour un client). Un ASIC est donc un circuit intégré (micro-électronique) spécialisé. En général, il regroupe un grand nombre de fonctionnalités uniques ou sur mesure. Un ASSP (acronyme de l'anglais « Application Spécifie Standard Product ») est un circuit électronique intégré (microélectronique) regroupant un grand nombre de fonctionnalités pour satisfaire à une application généralement standardisée. Un ASIC est conçu pour un besoin plus particulier (spécifique) qu'un ASSP. L'alimentation en électricité de la source électroluminescente, et donc des éléments électroluminescents est réalisée via le dispositif électronique, lui-même alimenté en électricité à l'aide par exemple d'au moins connecteur le reliant à une source d'électricité. Le dispositif électronique alimente alors les éléments électroluminescents en électricité. Le dispositif électronique est ainsi apte à commander les éléments électroluminescents.
La FIG. 2 montre un exemple du dispositif lumineux comprenant le système optique.
Le dispositif lumineux 207 comprend la source lumineuse 212 et le système optique 214. Le système optique 214 a un axe optique 232 et comprend, alignés selon l'axe optique 232, la lentille en verre 234 et la lentille secondaire 236 portant l'élément diffractif 238. L'élément diffractif 238 est dans l'exemple porté par la surface plane S4 de la lentille secondaire 236 et peut par exemple être un réseau diffractif. La lentille en verre 234 présente une puissance optique plus importante que la lentille secondaire 236, ce qui est schématiquement représenté par une formée plus bombée. La lentille secondaire 236 peut être en résine, par exemple en polycarbonate ou PMMA. Le système optique 214 peut ainsi projeter le faisceau lumineux 222 produit par la source lumineuse 212 dans la direction u avec une puissance optique relativement bonne, une stabilité thermique de la netteté relativement bonne et une difficulté de fabrication relativement basse, tout en corrigeant grâce à la diffraction réalisée par l'élément diffractif 238 le chromatisme lié aux réfractions par les surfaces SI, S2 et S3 et S4. Le chromatisme et sa correction sont représentés sur la figure par des angles différents entre les rayons du faisceau lumineux 222 et surfaces rencontrées selon la longueur d'onde des rayons. La somme des déviations pour l'ensemble des surface SI à S4 est toutefois constante pour l'ensemble des rayons.
Dans l'exemple, la lentille en verre 234 est asphérique. La lentille en verre 234 pourrait de même être toroïdale ou de forme libre. Ces formes limitent les aberrations sphériques.
La surface S4 de la lentille secondaire 236 portant l'élément diffractif 238 est orientée vers la direction u de projection de lumière. L'orientation d'une surface d'une lentille peut être définie par l'orientation d'une normale à la surface vers l'extérieur de la lentille. En outre, la surface S4 est en regard de la lentille en verre 234, c'est-à-dire qu'elle orientée vers la lentille en verre 234. Cette configuration optimise l'efficacité de diffraction. La surface S4 étant plane et la surface S2 étant peu convexe ou plane, cela rend le système optique 214 compact.
La FIG. 3 montre un exemple schématique de module lumineux comprenant une source lumineuse pixélisée. Le dispositif lumineux peut comprendre un tel module lumineux. Le module lumineux 100 comprend la source électroluminescente monolithique 120 à haute densité, un circuit imprimé ou PCB 140 (de l'anglais « Printed Circuit Board ») qui supporte la source 120 et une unité de contrôle 190 qui commande les éléments électroluminescents de la source monolithique lumineuse 120. Tout autre support qu'un PCB peut être envisagé. L'unité de contrôle 190 peut être à tout autre endroit, même hors du module lumineux 100. L'unité de contrôle 190 est représentée sous la forme d'un ASIC, mais d'autres types d'unité de contrôle peuvent implémenter les fonctions du module lumineux.
La FIG. 4 montre un exemple schématique de dispositif lumineux utilisé pour produire un faisceau lumineux pixélisé. Le dispositif lumineux 200 comprend une source lumineuse pixélisée 12. La source lumineuse 12 se présente sous la forme d'une matrice de sources lumineuses pixélisée. Cette matrice comprend une multitude de pixels P localisés dans un plan n qui s'étend dans deux directions (y, z). Les pixels P peuvent présenter différentes tailles ou la même taille. Les pixels P peuvent être alignés horizontalement selon l'axe y et/ou verticalement selon l'axe z. Dans cet exemple, un premier groupe de pixel GI de la matrice est destiné à projeter un éclairage global et un deuxième groupe de pixel G2 est destiné à former un motif, une flèche dans l'exemple, par exemple pour indiquer un virage au conducteur. Chaque pixel P peut être contrôlé individuellement, en conséquence l'intensité lumineuse et l'éclairement peuvent être contrôlés en tout ou rien ou de manière linéaire. La source lumineuse 12 est associée à un système optique 14 de projection de lumière sur la scène. Le système optique 14 présente une zone de focalisation confondue avec le plan n de la matrice de pixels.
La FIG. 5 montre un exemple schématique de projection d'un faisceau lumineux pixélisé par un véhicule, vu en perspective. Le véhicule automobile 1 est muni de deux projecteurs 4 pouvant l'un ou chacun comprendre au moins un dispositif lumineux 7 configuré pour projeter chacun un faisceau lumineux pixélisé 10 sur une scène 5 située en avant du véhicule 1. Le faisceau lumineux pixélisé 10 est dans l'exemple configuré pour former un d'éclairage global 6. L'éclairage global 6 peut être réglementaire. Le faisceau lumineux pixélisé 10 est également configuré pour former le motif 9. L'éclairement du motif 9 est également réglementaire. Dans l'exemple, il est plus élevé que l'éclairement de la première portion 9 autour de lui, ce qui permet de le rendre visible par contraste positif. Le motif 9 est dans l'exemple une image contenant une information textuelle et symbolique d'aide à la conduite. L'image 9 concerne en particulier la vitesse du véhicule. Le dispositif lumineux 7 peut alternativement projeter des informations de signalisation ou encore une information de guidage du conducteur du véhicule 1. Le dispositif 7 peut également dans d'autres exemples projeter toutes sortes de motifs, projeter des motifs en dehors de la première portion 6, et/ou projeter des motifs par contraste négatif. Dans d'autres exemples, l'éclairage global peut ne pas être partagé de la sorte.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif lumineux (207, 7) de véhicule automobile (1) comportant une source lumineuse (212, 12, 120) et un système optique (214, 14) de projection, le système optique ayant un axe optique (232) et comprenant une lentille en verre (234) et une lentille (236) portant un élément diffractif (238).
  2. 2. Dispositif lumineux selon la revendication 1, dans lequel la lentille en verre présente une puissance optique supérieure à 40% et/ou inférieure à 65% de la puissance optique globale.
  3. 3. Dispositif lumineux selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la lentille portant l'élément diffractif est en résine plastique.
  4. 4. Dispositif lumineux selon la revendication 3, dans lequel la lentille portant l'élément diffractif est en polycarbonate.
  5. 5. Dispositif lumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la lentille portant l'élément diffractif porte l'élément diffractif sur une surface (S4) orientée vers la direction (u) de projection de lumière (222,10).
  6. 6. Dispositif lumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la lentille portant l'élément diffractif porte l'élément diffractif sur une surface (S4) en regard de la lentille en verre.
  7. 7. Dispositif lumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la lentille portant l'élément diffractif porte l'élément diffractif sur une surface plane (S4).
  8. 8. Dispositif lumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'élément diffractif est un réseau diffractif.
  9. 9. Dispositif lumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel au moins l'une des surfaces d'au moins l'un des lentilles est de forme asphérique, de forme toroïdale, ou de forme libre.
  10. 10. Dispositif lumineux selon la revendication 9, dans lequel au moins l'une des surface de la lentille en verre est de forme asphérique, de forme toroïdale, ou de forme libre.
    10
  11. 11. Dispositif lumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la source lumineuse est électroluminescente.
  12. 12. Dispositif lumineux selon la revendication 11, dans lequel le dispositif lumineux comporte en outre une unité de contrôle (190) de la source lumineuse.
  13. 13. Dispositif lumineux selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le dispositif lumineux est configuré pour projeter un faisceau lumineux pixélisé (10).
    20
  14. 14. Dispositif lumineux selon la revendication 13, dans lequel la source lumineuse est pixélisée.
  15. 15. Projecteur (4) de lumière de véhicule automobile comportant un dispositif lumineux selon l'une quelconque des revendication 1 à 14.
    1/2
    106 (art antérieur)
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