FR3056696A1 - Dispositif lumineux compact de projection d'image variable - Google Patents

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Abstract

L'invention a trait à un dispositif lumineux (2) d'affichage et/ou de signalisation, comprenant une source lumineuse (4) apte à émettre des rayons lumineux ; un microsystème électromécanique (8) avec une matrice de micro-miroirs pivotants aptes à réfléchir les rayons de la source lumineuse (4) ; et un premier système optique (6) configuré pour collecter les rayons lumineux de la source lumineuse (4) et les faire converger vers le microsystème (8) ; un deuxième système optique (14) configuré pour collecter les rayons lumineux réfléchis par le microsystème (8) et former une image agrandie (20) de l'image du microsystème. Le premier système optique (6) est configuré pour que les rayons réfléchis par les micro-miroirs en position « ON » du microsystème (8) convergent avant d'atteindre le deuxième système optique (14).

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 056 696 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 16 59226
COURBEVOIE © Int Cl8 : F21 V14/00 (2017.01), F21 K 9/60
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
®) Date de dépôt : 28.09.16. (© Demandeur(s) : VALEO VISION Société par actions
(© Priorité : simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : ALBOU PIERRE.
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 30.03.18 Bulletin 18/13.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux (73) Titulaire(s) : VALEO VISION Société par actions sim-
apparentés : plifiée.
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : VALEO VISION Société anonyme.
154/ DISPOSITIF LUMINEUX COMPACT DE PROJECTION D'IMAGE VARIABLE.
FR 3 056 696 - A1
L'invention a trait à un dispositif lumineux (2) d'affichage et/ou de signalisation, comprenant une source lumineuse (4) apte à émettre des rayons lumineux; un microsystème électromécanique (8) avec une matrice de micro-miroirs pivotants aptes à réfléchir les rayons de la source lumineuse (4); et un premier système optique (6) configuré pour collecter les rayons lumineux de la source lumineuse (4) et les faire converger vers le microsystème (8) ; un deuxième système optique (14) configuré pour collecter les rayons lumineux réfléchis par le microsystème (8) et former une image agrandie (20) de l'image du microsystème. Le premier système optique (6) est configuré pour que les rayons réfléchis par les micro-miroirs en position « ON » du microsystème (8) convergent avant d'atteindre le deuxième système optique (14).
DISPOSITIF LUMINEUX COMPACT DE PROJECTION D’IMAGE VARIABLE
L’invention a trait au domaine de l’optique, plus particulièrement de l’éclairage et/ou de la signalisation lumineuse, notamment pour les véhicules automobiles.
Le document de brevet publié EP 0 775 927 A2 divulgue un dispositif lumineux apte à former un faisceau lumineux à image variable, notamment pour impression xérographique. Le dispositif comprend un microsystème électromécanique avec une matrice de micro-miroirs pivotants, un système d’éclairage des micro-miroirs et une lentille de projection des rayons lumineux réfléchis par les micro-miroirs. Ce dispositif est essentiellement destiné à des fins d’impression, notamment en ce qu’il projette l’image variable sur une surface étroite comme celle d’une portion de tambour d’impression xérographique. Il n’est par conséquent pas adapté à la formation d’image sur un écran de diffusion optique.
Le document de brevet US 2015/0285457 A1 divulgue un dispositif lumineux pour véhicule automobile. Le dispositif assure une projection d’une image produite par un scanner à deux dimensions. Ce dernier comprend un miroir mobile en rotation suivant deux directions perpendiculaires. Une source lumineuse émet des rayons lumineux en direction du miroir en question, de sorte que les mouvements de rotation dudit miroir permettent aux rayons ainsi réfléchis de balayer la zone à éclairer. Un cache est disposé entre le scanner et une lentille de projection de manière à former une zone sombre dans l’image lumineuse produite. L’intérêt de ce cache est de faciliter la formation d’un gradient important d’intensité lumineuse. En effet, en l’absence de ce cache, la formation de tels gradients impose une fréquence de balayage importante du scanner qui peut conduire notamment à des effets stroboscopiques potentiellement gênants et dangereux à haute vitesse.
Le document de brevet US 2015/0156448 A1 divulgue également un dispositif lumineux, pour véhicule automobile, assurant la projection d’une image produite par balayage au moyen d’un scanner à deux dimensions. Ce dernier comprend un miroir mobile en rotation suivant deux directions perpendiculaires. Le miroir mobile d’un scanner présente des débattements angulaires limités, ce qui impose un long trajet au faisceau et donc un encombrement important au dispositif pour balayer une surface significative.
L’invention a pour objectif de proposer un dispositif lumineux apte à produire des images lumineuses complexes et variables, et ce notamment avec un encombrement réduit, en particulier suivant la direction de projection des images.
L’invention a pour objet un dispositif lumineux d’affichage et/ou de signalisation, comprenant : une source lumineuse apte à émettre des rayons lumineux ; un microsystème électromécanique avec une matrice de micro-miroirs pivotants entre une position dite « ON » et une position dite « OFF », et aptes à réfléchir les rayons de la source lumineuse en vue de former une image variable en fonction d’un signal électrique de commande de pivotement desdits micro-miroirs ; un premier système optique configuré pour collecter les rayons lumineux de la source lumineuse et les faire converger vers le microsystème ; un deuxième système optique configuré pour collecter les rayons lumineux réfléchis par le microsystème et former une image agrandie de l’image du microsystème ; remarquable en ce que le premier système optique est configuré pour que les rayons réfléchis par les micro-miroirs en position « ON » du microsystème convergent avant d’atteindre le deuxième système optique.
La source lumineuse peut être une diode électroluminescente, préférentiellement monochromatique. Elle peut produire un flux lumineux compris entre 60 et 100 lumens. Elle peut présenter une surface de l’ordre de 1 mm2.
Selon un mode avantageux de l’invention, la convergence des rayons réfléchis par les micro-miroirs en position «ON» du microsystème avant d’atteindre le deuxième système optique est au travers d’une surface circulaire d’un diamètre inférieur à 5mm, préférentiellement inférieur à 4mm.
Selon un mode avantageux de l’invention, le dispositif comprend un diaphragme disposé entre le microsystème et le deuxième système optique, la convergence des rayons réfléchis par le microsystème ayant lieu au travers dudit diaphragme. La convergence se fait avantageusement de manière non exclusive au travers du diaphragme, c’est-à-dire également au voisinage dudit diaphragme.
Selon un mode avantageux de l’invention, le diaphragme forme un orifice d’un diamètre compris entre 4mm et 0.5mm, préférentiellement entre 3 et 1mm, plus préférentiellement entre 2.5 et 1,5mm.
Selon un mode avantageux de l’invention, le dispositif comprend un écran de diffusion de l’image formée par le deuxième système optique
Selon un mode avantageux de l’invention, le microsystème est incliné d’un angle β par rapport au plan moyen de l’écran de diffusion, ledit angle β étant compris entre 7° et 19°, préférentiellement entre 9° et 17°, plus préférentiellement entre 11° et 15°.
Selon un mode avantageux de l’invention, la distance entre le microsystème et l’écran de diffusion est inférieur à 200mm, préférentiellement inférieure à 150mm, et l’écran de diffusion présente une largeur et/ou une longueur utile supérieure à 50mm, préférentiellement supérieure à 70mm.
Selon un mode avantageux de l’invention, la ou les sources lumineuses, le premier système optique et le microsystème sont alignés suivant un premier axe optique ; ledit microsystème et le deuxième système optique formant un deuxième axe optique ; lesdits premier et deuxième axes optiques formant un angle a compris entre 40° et 65°, préférentiellement entre 45° et 60°.
Selon un mode avantageux de l’invention, le premier système optique comprend une lentille biconvexe.
Selon un mode avantageux de l’invention, la lentille biconvexe est configurée de manière à ce que les rayons lumineux par le centre de la source lumineuse convergent au centre du diaphragme après réflexion sur les micro-miroirs en position «ON» du microsystème.
Selon un mode avantageux de l’invention, la lentille biconvexe comprend une face d’entrée de révolution et une face de sortie qui n’est pas de révolution.
Selon un mode avantageux de l’invention, le deuxième système optique comprend une première lentille apte à collecter les rayons lumineux réfléchis par les micromiroirs du microsystème lorsqu’ils sont en position «ON», une deuxième lentille divergente recevant les rayons lumineux émis par la première lentille.
La première lentille du deuxième système optique est avantageusement biconvexe.
Selon un mode avantageux de l’invention, la deuxième lentille du deuxième système optique présente un axe optique incliné d’un angle y par rapport au deuxième axe optique, ledit angle y étant compris entre 0.5° et 10°, préférentiellement entre 1° et 5°, plus préférentiellement entre 1.5° et 3.5°.
Selon un mode avantageux de l’invention, la deuxième lentille du deuxième système optique est une lentille épaisse avec une face d’entrée concave et une face de sortie concave.
Selon un mode avantageux de l’invention, le deuxième système optique est un système de projection avec un foyer d’entrée situé au voisinage de la plaque formée par le microsystème électromécanique, avantageusement sur ladite plaque, en particulier sur le centre de la matrice de micro-miroirs du microsystème électromécanique et avec un angle d’ouverture de sortie supérieur à 45°.
Le dispositif lumineux de l’invention peut constituer un module lumineux de signalisation pour un véhicule automobile, comme notamment pour une fonction du type lanterne (feux de position). L’écran de diffusion peut alors être formé par une glace extérieure d’un boîtier comprenant le module.
Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce qu’elles procurent un dispositif lumineux de taille réduite apte à produire une image lumineuse variable. Le fait de faire converger les rayons réfléchis par le microsystème (par les micro-miroirs du microsystème lorsqu’ils sont en position « ON ») est favorable à une projection de l’image suivant un angle de sortie important (>45°) sans déformation importante de l’image. Il est aussi avantageux que ce lieu de convergence soit proche du microsystème électromécanique, par exemple à moins de 15mm. Pour ce faire, le premier système optique présente un diamètre important, par exemple supérieur à 20mm et une distance par rapport au microsystème réduite, par exemple inférieure à 30mm.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels :
- La figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif lumineux conforme à l’invention ;
- La figure 2 illustre de manière schématique la motivation de l’inclinaison du microsystème électromécanique du dispositif de la figure 1 ;
- La figure 3 illustre le parcours des rayons lumineux depuis la source lumineuse jusqu’au lieu de convergence avec le dispositif optique de projection du dispositif de la figure 1 ;
- La figure 4 illustre le parcours de rayons lumineux depuis le microsystème électromécanique jusqu’à l’écran de diffusion.
Dans la description qui va suivre, deux modes de réalisation de l’invention sont décrits de manière schématique et volontairement simplifiée à des fins de clarté. L’homme de métier comprendra que divers aménagement pratiques peuvent s’avérer nécessaires pour la mise en oeuvre de l’invention, ces aménagements étant en soi des mesures de pratique courante.
La figure 1 illustre l’architecture d’un dispositif lumineux selon l’invention. Le dispositif lumineux 2 comprend au moins une source lumineuse 4, préférentiellement du type diode à électroluminescence. Dans la suite de la description, il sera fait référence à la source lumineuse en question, étant entendu qu’il peut y en avoir plusieurs.
Le dispositif 2 comprend également un premier dispositif optique 6 configuré pour collecter les rayons lumineux émis par la source lumineuse 4 et les faire converger vers un imageur 8 suivant un premier axe optique 10. La source lumineuse 4 et le premier système optique 6 sont alignés suivant le premier axe optique 10 qui rencontre l’imageur 8. Le premier système optique 6 peut comprendre une lentille biconvexe, comme cela est illustré à la figure 1.
L’imageur 8 est un microsystème électromécanique avec une matrice de micromiroirs pivotants aptes à être commandés électriquement de manière indépendante, en fonction d’un signal de commande dudit microsystème. Ce dernier est couramment désigné DMD (Digital Micromirror Device). Il s’agit d’un microsystème électromécanique permettant la projection d'une image numérique par réflexion des pixels d’un faisceau de lumière incident sur des micro-miroirs pivotants suivant un axe et qui peuvent basculer entre deux positions différentes, l’une étant active ou plus couramment désignée « ON » et l’autre étant inactive ou plus couramment désignée « OFF ». Dans la position « ON » les micro-miroirs participent à la formation de l’image lumineuse alors que dans la position « OFF », ils renvoient la lumière vers une zone non visible et ne participent pas à la formation de l’image lumineuse. Ils peuvent s’incliner de 10 à 15° suivant le même axe dans deux sens différents de façon à réfléchir la lumière soit vers une optique de projection soit vers une surface absorbante. Afin de générer plusieurs niveaux de gris différents les miroirs vont commuter de la position « ON » à la position « OFF » plus ou moins longtemps dans une période bien définie et ceci à une fréquence élevée. Ils utilisent le principe de modulation de largeur d'impulsion. Les structures mécaniques de l’imageur qui permettent la mise en mouvement des miroirs peuvent être placées sur une mémoire de type SRAM munie d’électrodes. Pendant que les miroirs réfléchissent la lumière cette mémoire se charge et lorsque toutes les informations sont chargées, tous les miroirs commutent en même temps. Pour cela il y a d’abord une étape de sélection des miroirs qui permet d’isoler les miroirs qui devront changer de position de ceux qui resteront fixes. Ensuite vient une étape de mise en place des charges puis l’étape où les miroirs changent de position. La dernière étape consiste à figer les miroirs pour les sécuriser.
Comme cela est visible à la figure 1, les rayons lumineux réfléchis par les micromiroirs en position « ON » du microsystème 8 convergent en un lieu où se situe un diaphragme 12 formant un orifice au travers duquel passent les rayons. Les rayons parasites ne convergeant pas vers la section de passage du diaphragme sont réfléchis et/ou absorbés par la matière du diaphragme située autour de la section de passage en question. Le diaphragme peut notamment être réalisé en métal ou en matière plastique. Il est à noter que la présence du diaphragme n’est pas obligatoire, bien qu’avantageuse.
Toujours en référence à la figure 1, on peut observer que les rayons lumineux, après convergence, se propagent de manière divergente vers un deuxième système optique 10 configuré pour projeter l’image formée par le microsystème électromagnétique 8, suivant un deuxième axe optique 16, sur un écran de diffusion 18. Ce dernier permet ainsi de projeter et de diffuser une image agrandie 20 de l’image formée par le basculement en position « ON » d’une sélection des micromiroirs du microsystème 8. Il est entendu que cette image peut évoluer dans le temps, notamment de manière à former des pictogrammes et/ou évoluer en permanence (par exemple 25 fois par seconde) pour former des animations du type vidéo.
Il est intéressant de noter à la figure 1 que le microsystème électromécanique 8 est représenté par un trait droit et épais car il est en effet un composant électromécanique généralement plan, formant une plaque de taille limitée. Ce composant est incliné par rapport au deuxième axe optique 16 essentiellement en raison de l’inclinaison des rayons incidents sur le microsystème optique en question. En effet, ces rayons sont émis par la source lumineuse 4 et le premier système optique 6 qui sont alignés suivant le premier axe optique 10 formant un angle a avec le deuxième axe optique 16. Cet angle a peut être compris entre 40° et 65°, préférentiellement entre 45° et 60°. Il est également à noter que le microsystème électromécanique 8 est un dispositif optique dont la normale en chaque point n’est pas orthogonale à la surface du microsystème ou de son plan moyen, en raison du fait que les micro-miroirs, lorsqu’ils sont en position « ON », sont inclinés d’un angle donné par rapport à ce plan moyen. Cet angle peut être de l’ordre de 12°. C’est par ailleurs pour cette raison que les angles de réflexion à la figure 1 n’obéissent pas à une loi de réflexion par rapport à la normale au plan moyen du microsystème mais à une normale inclinée, en l’occurrence de l’ordre de 12°.
Il est également intéressant de noter à la figure 1 que le deuxième axe optique 16 n’est pas perpendiculaire à l’écran de diffusion 18, la perpendiculaire audit écran et passant par l’intersection des premier et deuxième axes optiques étant représentée par l’axe 22. Le microsystème électromécanique 8 est incliné d’un angle β par rapport à une perpendiculaire à l’axe 22, c’est-à-dire par rapport au plan de l’écran de diffusion 18.
Toujours à la figure 1, plus particulièrement à la vue de détail en bas de la figure, on peut observer que le deuxième système optique 14 comprend une première lentille 14.1 et une deuxième lentille 14.2.. Elle est avantageusement biconvexe et/ou astigmatique. Elle fait converger les rayons lumineux vers la face d’entrée de la deuxième lentille 14.2. Cette dernière est avantageusement une lentille épaisse avec une face d’entrée concave et une face de sortie convexe. Le deuxième système optique 14 est un système de projection prenant parti du fait que les rayons à projeter convergent avant ledit système. Cette convergence est intéressante car elle diminue les aberrations qui sinon provoqueraient du flou dans l’image projetée. Cette convergence est avantageusement telle que le faisceau formé pour le point source au centre de la source lumineuse atteigne, en l’absence du deuxième système optique, les bords de l’écran d’affichage ou au moins ceux de la plus grande surface comprise dans l’écran d’affichage ayant le même rapport d’aspect que le microsystème électromécanique 8. La première lentille 14.1 permet d’éclairer de manière optimale la face d’entrée de la deuxième lentille 14.2 pour que celle-ci assure une projection de l’image suivant un angle important, par exemple supérieur à 45°. Elle permet également de disposer la deuxième lentille 14.2 davantage à distance du microsystème électromécanique 8 et, partant, de la lentille 6 du premier dispositif optique. La deuxième lentille 14.2 du deuxième système optique 14 est avantageusement inclinée d’un angle γ par rapport au deuxième axe optique 16 en vue compenser l’inclinaison du microsystème électromécanique 8 par rapport au deuxième axe optique 16. L’angle γ est avantageusement compris entre 0.5° et 10°, préférentiellement entre 1° et 5°, plus préférentiellement entre 1.5° et 3.5°. Il peut être égal à 2.5°.
La figure 2 illustre la démarche qui a conduit à l’architecture du dispositif lumineux de la figure 1. Elle illustre une première configuration du microsystème optique 8’ sur l’axe 22 perpendiculaire à l’écran de diffusion 18. Dans cette configuration, le microsystème électromécanique 8/ est perpendiculaire à l’axe 22. Les rayons émis par la source lumineuse et le premier système optique, et incidents sur le microsystème électromécanique 8’ sont réfléchis vers le haut pour former l’image 20’ sur l’écran de diffusion. On observe que cette image est fortement décentrée par rapport l’axe 22. La figure 2 illustre une deuxième configuration où le microsystème électromécanique 8 est incliné par rapport à l’axe 22, similairement à la configuration du dispositif de la figure 1. Les rayons émis par la source lumineuse et le premier système optique, et incidents sur le microsystème électromécanique 8 sont réfléchis pour former l’image 20. On observe que cette image est sensiblement moins décalée que l’image 20’ de la première configuration. L’inclinaison du microsystème optique 8 permet ainsi de limiter ou d’annuler le décentrement de l’image produite. L’invention prévoit de manière avantageuse de prévoir un compromis, à savoir d’incliner le microsystème optique d’un angle non nul, limitant le décentrement. Pour une distance entre le microsystème électromécanique et l’écran de diffusion de 125mm, l’angle en question peut être de 13° donnant un décentrement de 12mm. Alternativement, il peut être de 19° donnant un décentrement nul. Pour une inclinaison nulle, le décentrement est alors de 38mm.
La figure 3 illustre le parcours des rayons lumineux depuis la source lumineuse 4 vers le microsystème électromécanique 8 en passant par le premier dispositif optique 6. On peut observer que la lentille 6 du premier système optique est configurée pour que les rayons lumineux réfléchis par les micro-miroirs en position « ON » du microsystème électromécanique 8 convergent sur le deuxième axe optique 16. Plus précisément, il résulte de cette convergence rigoureuse du premier système optique en collaboration avec les micro-miroirs à l’état « ON » du microsystème électromécanique que les rayons principaux des champs extrêmes utilisés pour l’optimisation du deuxième système optique, ces champs étant situés au centre des micro-miroirs situés sur les bords de la matrice, convergent sur l’axe optique 16. Cela signifie que l’éclairement du microsystème électromécanique 8 est produit dans la bonne direction pour traverser le deuxième système optique (14, figure 1). La lentille biconvexe du premier système optique comprend une face d’entrée 6.1 convexe avantageusement formant une surface de révolution autour de l’axe optique 10. La face de sortie 6.2 est également convexe. Sa surface peut être calculée pour assurer la convergence mentionnée ci-avant, formant alors une surface qui contrairement à la face d’entrée 6.1, n’est pas une surface de révolution autour de l’axe optique.
La figure 4 illustre le parcours de rayons depuis le microsystème électromécanique 8 jusqu’à l’écran de diffusion 18. En particulier on peut y observer la face d’entrée concave 14.2.1 et la face de sortie concave 14.2.2 de la deuxième lentille 14.2. Plus particulièrement, on peut observer que la surface concave de la face d’entrée 14.2.1 présente un diamètre inférieur à celui de la face de sortie 14.2.2, cette différence de diamètre correspondant au parcours divergent des rayons dans l’épaisseur de la lentille 14.2, depuis la face d’entrée 14.2.1 vers la face de sortie 14.2.2. On peut également observer à la figure 4 l’inclinaison de la deuxième lentille 142 par rapport à l’axe optique 16.
Toujours à la figure 4, on peut également observer la convergence des rayons sur l’axe optique 16, entre le microsystème électromécanique 8 et le deuxième système optique 14. On observe que les rayons ne convergent pas tous en un point sur l’axe optique 16 mais bien suivant une section circulaire centrée sur l’axe. Le fait que les les rayons principaux des champs extrêmes convergent sur l’axe optique 16 évite que ces rayons se voient déviés par le deuxième système optique, assurant ainsi la netteté de l’image. Si le rayon du diaphragme (12, figure 1) tend vers 0, il peut être renoncé au deuxième système optique 14.
Le dispositif lumineux qui vient d’être décrit procure un dispositif de diffusion d’image variable présentant une dimension suivant l’axe optique de diffusion particulièrement réduite tout en assurant une taille d’image satisfaisante.
Le dispositif lumineux qui vient d’être décrit peut notamment être utilisé comme dispositif de signalisation lumineuse pour véhicule automobile, notamment en produisant des pictogrammes lumineux.

Claims (15)

  1. Revendications
    1. Dispositif lumineux (2) d’affichage et/ou de signalisation, comprenant :
    - une source lumineuse (4) apte à émettre des rayons lumineux ;
    - un microsystème électromécanique (8) avec une matrice de micro-miroirs pivotants entre une position dite « ON » et une position dite « OFF », et aptes à réfléchir les rayons de la source lumineuse (4) en vue de former une image variable en fonction d’un signal électrique de commande de pivotement desdits micro-miroirs ;
    - un premier système optique (6) configuré pour collecter les rayons lumineux de la source lumineuse (4) et les faire converger vers le microsystème (8) ;
    - un deuxième système optique (14) configuré pour collecter les rayons lumineux réfléchis par le microsystème (8) et former une image agrandie (20) de l’image du microsystème ;
    caractérisé en ce que le premier système optique (6) est configuré pour que les rayons réfléchis par les micro-miroirs en position « ON » du microsystème (8) convergent avant d’atteindre le deuxième système optique (14).
  2. 2. Dispositif (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la convergence des rayons réfléchis par les micro-miroirs en position « ON »du microsystème (8) avant d’atteindre le deuxième système optique (14) est au travers d’une surface circulaire d’un diamètre inférieur à 5mm, préférentiellement inférieur à 4mm.
  3. 3. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif comprend un diaphragme (12) disposé entre le microsystème (8) et le deuxième système optique (14), la convergence des rayons réfléchis par le microsystème (8) ayant lieu au travers dudit diaphragme (12).
  4. 4. Dispositif (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diaphragme (12) forme un orifice d’un diamètre compris entre 4mm et 0.5mm, préférentiellement entre 3 et 1mm, plus préférentiellement entre 2.5 et 1,5mm.
  5. 5. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif comprend un écran de diffusion (18) de l’image (20) formée par le deuxième système optique (14).
  6. 6. Dispositif (2) selon la revendication 5, caractérisé en ce que, le microsystème (8) est incliné d’un angle β par rapport au plan moyen de l’écran de diffusion (18), ledit angle β étant compris entre 7° et 19°, préférentiellement entre 9° et 17°, plus préférentiellement entre 11° et 15°.
  7. 7. Dispositif (2) selon l’une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la distance entre le microsystème (8) et l’écran de diffusion (18) est inférieure à 200mm, préférentiellement inférieure à 150mm, et l’écran de diffusion (18) présente une largeur et/ou une longueur utile supérieure à 50mm, préférentiellement supérieure à 70mm.
  8. 8. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la source lumineuse (4), le premier système optique (6) et le microsystème (8) sont alignés suivant un premier axe optique (10) ; ledit microsystème (8) et le deuxième système optique (14) formant un deuxième axe optique (16); lesdits premier et deuxième axes optiques (10,16) formant un angle a compris entre 40° et 65°, préférentiellement entre 45° et 60°.
  9. 9. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier système optique (6) comprend une lentille biconvexe.
  10. 10. Dispositif (2) selon l’une des revendications 3 et 4, et selon la revendication 9, caractérisé en ce que la lentille biconvexe (6) est configurée de manière à ce que les rayons lumineux émis par le centre de la source lumineuse convergent au centre du diaphragme (12) après réflexion sur les micro-miroirs en position «ON» du microsystème électromécanique.
  11. 11. Dispositif (2) selon l’une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la lentille biconvexe (6) comprend une face d’entrée de révolution (6.1) et une face de sortie (6.2) qui n’est pas de révolution.
  12. 12. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le deuxième système optique (14) comprend une première lentille (14.1) apte à collecter les rayons lumineux réfléchis par les micro-miroirs du microsystème (8) lorsqu’ils sont en position « ON », et une deuxième lentille divergente (14.2) recevant les rayons lumineux émis par la première lentille (14.1).
  13. 13. Dispositif (2) selon la revendication 8 et la revendication 12, caractérisé en ce
    5 que la deuxième lentille (14.2) du deuxième système optique (14) présente un axe optique incliné d’un angle γ par rapport aux deuxième axe optique (16), ledit angle γ étant compris entre 0.5° et 10°, préférentiellement entre 1° et 5°, plus préférentiellement entre 1.5° et 3.5°.
  14. 14. Dispositif (2) selon l’une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la
    10 deuxième lentille (14.2) du deuxième système optique (14) est une lentille épaisse avec une face d’entrée concave (14.21) et une face de sortie concave (14.2.2).
  15. 15. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le deuxième système optique (14) est un système de projection avec un foyer
    15 d’entrée situé au voisinage de la plaque formée par le microsystème électromécanique (8), et avec un angle d’ouverture de sortie supérieur à 45°.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009080231A1 (fr) * 2007-12-21 2009-07-02 Carl Zeiss Smt Ag Système d'éclairage pour éclairer un masque dans un appareil d'exposition par projection microlithographique
WO2014142967A1 (fr) * 2013-03-15 2014-09-18 Imax Corporation Projecteur optimisé pour effets de diffraction de modulateur
CN204005642U (zh) * 2014-08-04 2014-12-10 安徽师范大学 一种基于复眼透镜的自适应前照灯
US20150285457A1 (en) * 2012-12-18 2015-10-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lighting Device for a Motor Vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009080231A1 (fr) * 2007-12-21 2009-07-02 Carl Zeiss Smt Ag Système d'éclairage pour éclairer un masque dans un appareil d'exposition par projection microlithographique
US20150285457A1 (en) * 2012-12-18 2015-10-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lighting Device for a Motor Vehicle
WO2014142967A1 (fr) * 2013-03-15 2014-09-18 Imax Corporation Projecteur optimisé pour effets de diffraction de modulateur
CN204005642U (zh) * 2014-08-04 2014-12-10 安徽师范大学 一种基于复眼透镜的自适应前照灯

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