FR3063334A1 - Dispositif d'eclairage et/ou de signalisation pour vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une source de lumière (1) configurée pour coopérer avec un dispositif de déviation (2) des rayons émis par la source de lumière, ladite source comportant : - une pluralité d'éléments émissifs (8), l'activation de ces éléments électroluminescents définissant l'étendue d'une surface d'émission (30) de la source de lumière, lesdits éléments émissifs (8) étant agencés de manière à former une partie principale (32) centrale et des parties additionnelles (36) disposées en périphérie de la partie centrale, et - un module de commande (7) apte à commander sélectivement et indépendamment l'allumage de la partie centrale et des parties additionnelles pour modifier la taille de la surface d'émission (30) en fonction de la configuration du dispositif de déviation associé.

Description

© N° de publication : 3 063 334 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) © N° d’enregistrement national : 17 51637 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE © Int Cl8 : F21 K 9/65 (2017.01), G 02 B 26/10
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
(© Date de dépôt : 28.02.17. (© Demandeur(s) : VALEO VISION Société par actions
(© Priorité : simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : ALBOU PIERRE et GODBILLON
VINCENT.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 31.08.18 Bulletin 18/35.
©) 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.
(34) DISPOSITIF D'ECLAIRAGE ET/OU DE SIGNALISATION POUR VEHICULE AUTOMOBILE.
FR 3 063 334 - A1 (5// L'invention concerne une source de lumière (1) configurée pour coopérer avec un dispositif de déviation (2) des rayons émis par la source de lumière, ladite source comportant:
- une pluralité d'éléments émissifs (8), l'activation de ces éléments électroluminescents définissant l'étendue d'une surface d'émission (30) de la source de lumière, lesdits éléments émissifs (8) étant agencés de manière à former une partie principale (32) centrale et des parties additionnelles (36) disposées en périphérie de la partie centrale, et
- un module de commande (7) apte à commander sélectivement et indépendamment l'allumage de la partie centrale et des parties additionnelles pour modifier la taille de la surface d'émission (30) en fonction de la configuration du dispositif de déviation associé.
Figure FR3063334A1_D0001
Figure FR3063334A1_D0002
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DISPOSITIF D’ECLAIRAGE ET/OU DE SIGNALISATION POUR
VEHICULE AUTOMOBILE
Le domaine technique de l’invention est celui de l’éclairage et/ou de la signalisation de véhicule automobile. L’invention concerne plus particulièrement une source lumineuse et un dispositif lumineux associé configurés respectivement pour la réalisation d’une fonction d’éclairage et/ou de signalisation adaptatif, ainsi qu’un procédé de contrôle d’allumage de la source lumineuse pour la réalisation de cette fonction.
On connaît des projecteurs dans lesquels le faisceau en sortie est réalisé par l’addition de faisceaux intermédiaires, notamment dans des applications récentes sur des véhicules de type faisceau sélectif, ll existe en effet désormais un besoin, dans le domaine de l'automobile, de pouvoir illuminer la route devant soi en mode éclairage de route partiel, à savoir générer dans un faisceau d’éclairage une ou plusieurs plages sombres correspondant aux endroits où sont présents des véhicules venant en sens inverse ou des véhicules roulant devant, de manière à éviter l'éblouissement des autres conducteurs tout en éclairant la route dans sa plus grande surface. Une telle fonction est appelée ADB (acronyme pour Adaptive Driving Beam en anglais) ou encore “ faisceau sélectif ”. Une telle fonction ADB consiste à d’une part détecter de façon automatique un usager de la route susceptible d’être ébloui par un faisceau d’éclairage émis en mode feux de route par un projecteur, et à d’autre part modifier le contour de ce faisceau d’éclairage de manière à créer une zone d’ombre à l’endroit où se trouve l’usager détecté. Les avantages de la fonction ADB sont multiples : confort d’utilisation, meilleure visibilité par rapport à un éclairage en mode feux de croisement, meilleure fiabilité pour le changement de mode, risque d’éblouissement fortement réduit, conduite plus sûre.
Dans ce contexte de faisceau sélectif, on sait mettre en œuvre des sources et des dispositifs optiques associées pour réaliser une projection d’image, dans un processus semblable à celui d’un rétroprojecteur, selon une technique connue sous le nom de « Picture Beam ». Un laser fixe émet de la lumière bleue ou ultraviolette sur des éléments de déviation optique consistant en au moins un microsystème électromécanique (connu sous l’acronyme MEMS pour la traduction anglaise “ MicroElectroMechanical Systems ”), ces éléments de déviation optique étant montés mobile autour d’au moins un axe pour dévier le rayon émis par la source laser, de sorte que celui-ci balaye un luminophore apte à convertir la longueur d’onde de la lumière émise par le laser, pour former un faisceau de forme déterminée en sortie du projecteur.
Si l’utilisation d’une source laser est intéressante dans un tel dispositif, notamment grâce à la précision du faisceau émis puis dévié pour balayer le luminophore, elle pose un problème de dimensionnement de la source lorsqu’il est recherché d’avoir une photométrie du faisceau en sortie du module lumineux qui présente des intensités variables. Par exemple, on cherchera à éclairer plus fortement le centre de l’image que les bords, sans cependant éclairer trop fortement le centre en dessous de la ligne d’horizon, ll convient alors de modifier l’intensité du laser.
La présente invention vise ainsi à proposer une alternative à l’utilisation d’une source laser. Par ailleurs, indépendamment du type de source, il est connu que la mise en œuvre d’un microsystème électromécanique peut générer un effet « keystone », c’est-à-dire une déformation de l’image telle que, lorsqu’on sort de l’axe optique et qu’on projette une image avec un angle sur un plan, un carré se transforme en rectangle ou en trapèze, un cercle en ellipse ou en ovale, dont la taille augmente avec l’angle de projection. On comprend que la résolution diminue avec l’angle de projection relativement à l’axe optique.
La présente invention s’inscrit dans ce double contexte de réalisation d’un faisceau adaptatif de type « Picture Beam » mettant en œuvre une alternative à l’utilisation d’une source laser comme source de lumière, qui permet d’obtenir une résolution homogène sur tout le faisceau adaptatif projeté.
Une source de lumière, configurée pour coopérer avec un dispositif de déviation des rayons émis par la source de lumière, comporte une pluralité d’éléments électroluminescents, l’activation de ces éléments électroluminescents définissant l’étendue d’une surface d’émission de la source de lumière, lesdits éléments électroluminescents étant agencés de manière à former une partie principale centrale et des parties additionnelles disposées en périphérie de la partie centrale, et un module de commande apte à commander sélectivement et indépendamment l’allumage de la partie centrale et des parties additionnelles pour modifier la taille de la surface d’émission en fonction de la configuration du dispositif de déviation associé.
Selon différentes caractéristiques, prises seules ou en combinaison, on pourra prévoir que :
- chacune des parties principale et additionnelles comportent une pluralité d’éléments émissifs regroupés en des ensembles pilotables simultanément de manière à former des parties adressables sélectivement ;
- les parties additionnelles comportent une pluralité de parties successives s’éloignant de la partie principale ;
- au moins deux parties additionnelles sont agencées symétriquement de part et d’autre de la zone centrale ;
- la partie principale présente une forme circulaire ; et les parties additionnelles présentent la forme de portions d’anneaux agencés de sorte que la partie principale et ces portions d’anneaux sont concentriques ;
- les éléments émissifs sont configurés dans la partie principale de manière à former une zone principale sous forme de matrice dans laquelle les éléments émissifs sont sélectivement adressables par sous-zones ; de la sorte, on peut piloter l’intensité lumineuse des rayons émis par la partie principale pour que le balayage de la surface optique ne génère pas une accumulation de lumière au bord du faisceau, à chaque ralentissement et retour en arrière du spot au passage d'une ligne à l'autre.
Les éléments émissifs peuvent consister en des éléments électroluminescents de dimensions submillimétriques.
L’invention concerne également un dispositif lumineux comprenant une source de lumière et au moins un dispositif de déviation des rayons émis par la source rendu mobile pour participer à la projection d’une image pixellisé, caractérisé en ce que la source de lumière est configurée de manière à présenter une surface d’émission de forme et/ou de dimension variable en fonction de l’orientation du dispositif de déviation.
La source de lumière peut notamment être une source telle que décrite précédemment.
L’invention concerne également un procédé de contrôle d’allumage d’une source de lumière pour la réalisation d’une fonction d’éclairage adaptatif au cours de laquelle on réalise un balayage d’une surface optique par le pilotage d’un système de balayage microélectronique déviant les rayons émis par la source de lumière, caractérisé en ce que l’on modifie l’étendue de la source en fonction de la position d’un miroir mobile du système de balayage.
Selon différentes caractéristiques relatives au procédé faisant l’objet de l’invention, on peut prévoir de :
- modifier l’étendue de la source de lumière par allumage ou extinction d’éléments émissifs constitutifs de la source ;
- modifier l’étendue de la source par allumage ou extinction de zones additionnelles formées d’une pluralité d’éléments émissifs et agencées en périphérie d’une zone principale systématiquement allumée ;
- diminuer la taille de la source de lumière selon une première direction lorsque le système de balayage microélectronique est mobile en rotation autour d’une direction perpendiculaire à cette première direction ;
- piloter de manière synchronisée la modification de la taille de la source de lumière et le déplacement du système de balayage microélectronique.
Les caractéristiques de l’invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d’autres, apparaîtront plus clairement à la lecture ci-dessous de la description détaillée d’exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est un schéma descriptif d’un dispositif d’éclairage adaptatif selon l’invention, comportant notamment une source de lumière à semi-conducteur, un miroir pilotable et une optique de mise en forme des rayons émis par la source pour former un faisceau lumineux adaptatif ;
- la figure 2 est une représentation schématique en perspective de la source de lumière à semi-conducteur de la figure 1, dans laquelle on a rendu visible en coupe une des rangées d’éléments électroluminescents participant à former cette source de lumière ;
- la figure 3 est une représentation schématique d’un miroir pilotable tel qu’utilisé dans le dispositif de la figure 1 ;
- la figure 4 est une illustration de la forme de la surface d’émission formée par l’allumage et l’extinction des éléments électroluminescents de la source en fonction de la zone de projection de cette surface d’émission sur l’optique de mise en forme ;
- la figure 5 est une illustration de la source de lumière selon un premier mode de réalisation, avec une partie centrale principale circulaire et une partie périphérique formée de portions annulaires ;
- la figure 6 est une illustration de la forme de la surface d’émission semblable à l’illustration de la figure 4, dans le cas d’une source de lumière semblable à celle illustrée sur la figure 5 : et
- la figure 7 est une illustration de la source de lumière selon un deuxième mode de réalisation, avec une partie centrale principale carrée et une partie périphérique formée de trapèzes agencés en couches successives autour de la partie centrale.
Un dispositif d’éclairage adaptatif d’un véhicule automobile selon l’invention comporte au moins une source de lumière 1, un dispositif de déviation 2 des rayons émis par cette source de lumière et une optique de mise en forme 4 de ces rayons déviés, pour la formation d’un faisceau adaptatif en sortie du dispositif, l’optique de mise en forme 4 comportant ici un miroir fixe 5 et une lentille convergente 6.
Le dispositif de déviation 2 présente au moins un degré de mobilité de manière à former un système de balayage des rayons déviés sur l’optique de mise en forme.
La source de lumière 1 et le dispositif de déviation 2 mobile, entre lesquels peut être disposée une optique de collimation 9, sont pilotés par un module de commande associé 7, selon un procédé de pilotage qui sera défini ci-après, étant entendu que la source de lumière est pilotée notamment en allumage et extinction et que le dispositif de déviation est piloté notamment en position.
La source de lumière 1 présente une surface d’émission d’éclairage 30 définie par une pluralité d’éléments émissifs 8 dont une partie principale 32 aménagée au centre de la source et des parties additionnelles 34 disposées en périphérie de la partie principale centrale et pilotable en allumage et extinction par le module de commande de façon indépendante de la partie principale. On décrira ci-après, en référence à la figure 5 notamment, l’agencement particulier de cette partie principale et des ces parties additionnelles 34.
La configuration de la source de lumière, à savoir notamment l’allumage ou l’extinction de certaines parties additionnelles formées par les éléments émissifs 8, est fonction de la zone d’impact des rayons émis par cette source de lumière sur l’optique de mise en forme. Selon l’invention, on vise à modifier la surface d’émission éclairée en fonction de l’écartement de l’image projetée sur l’optique de mise en forme par rapport à une position de référence centrée sur l’optique de mise en forme, ou le cas échéant dans l’exemple illustré, sur le dispositif de conversion de longueur d’ondes de cette optique de mise en forme, afin de compenser l’effet de distorsion, ou effet « keystone » qui génère une déformation de l’image projeté lorsque l’on sort de l’axe optique.
La source de lumière 1 est une source à semi-conducteur qui comporte des éléments électroluminescents de dimensions submillimétriques, c’est-à-dire des sources à semiconducteur en trois dimensions tel que cela sera exposé ci-après, contrairement aux sources classiques en deux dimensions, assimilées à des sources sensiblement planes du fait de leur épaisseur de l’ordre de quelques nanomètres alors qu’une source de lumière à éléments électroluminescents en saillie présente une hauteur au moins égale au micromètre.
Tel que cela est visible sur les figures 1 et 2, la source de lumière 1 comporte une pluralité d’éléments électroluminescents 8, de dimensions submillimétriques, qui sont agencés en saillie d’un substrat 10 de manière à former ici des bâtonnets de section hexagonale. Les éléments électroluminescents s’étendent parallèlement à l'axe optique X du dispositif défini par l’optique de mise en forme 4 en position dans le boîtier du dispositif.
Ces éléments électroluminescents 8 sont regroupés, notamment par des connexions électriques propres à chaque ensemble, en une pluralité de zones. On décrira ci-après l’agencement de ces zones, dont le dessin spécifique est prévu pour générer une surface d’émission éclairée à la demande, qui varie notamment en fonction de l’allumage ou l’extinction de ses parties périphériques d’une forme circulaire à une forme d’ellipse.
Les bâtonnets électroluminescents 8 prennent naissance sur une première face d’un substrat 10. Chaque bâtonnet électroluminescent, ici formé par utilisation de nitrure de gallium (GaN), s’étend perpendiculairement, ou sensiblement perpendiculairement, en saillie du substrat, ici réalisé à base de silicium, d’autres matériaux comme du carbure de silicium pouvant être utilisés sans sortir du contexte de l’invention. A titre d’exemple, les bâtonnets électroluminescents pourraient être réalisés à partir d’un alliage de nitrure d’aluminium et de nitrure de gallium (AlGaN), ou à partir d’un alliage de phosphures d’aluminium, d’indium et de gallium (AllnGaP).
Le substrat 10 présente une face inférieure 12, sur laquelle est rapportée une première électrode 14, et une face supérieure 16, en saillie de laquelle s’étendent les bâtonnets électroluminescents 8, jouant le rôle de la première face du substrat précédemment évoquée, et sur laquelle est rapportée une deuxième électrode 18. Différentes couches de matériaux sont superposées sur la face supérieure 16, notamment après la croissance des bâtonnets électroluminescents depuis le substrat ici obtenue par une approche ascendante. Parmi ces différentes couches, on peut trouver au moins une couche de matériau conducteur électriquement, afin de permettre l’alimentation électrique des bâtonnets. Cette couche est gravée de manière à relier tel ou tel bâtonnet entre eux, l’allumage de ces bâtonnets électroluminescents pouvant alors être commandé simultanément par le module de commande 7. On pourra prévoir qu’au moins deux bâtonnets électroluminescents ou au moins deux groupes de bâtonnets électroluminescents sont agencés pour être allumés de manière distincte par l’intermédiaire d’un système de contrôle de l’allumage.
Les bâtonnets électroluminescents s’étirent depuis le substrat et, tel que cela est visible sur la figure 2, ils comportent chacun un noyau 19 en nitrure de gallium, autour duquel sont disposés des puits quantiques 20 formés par une superposition radiale de couches de matériaux différents, ici du nitrure de gallium et du nitrure de gallium-indium, et une coque 21 entourant les puits quantiques également réalisé en nitrure de gallium.
Chaque bâtonnet électroluminescent s’étend selon un axe d’allongement 22 définissant sa hauteur, la base de chaque bâtonnet étant disposée dans un plan 24 de la face supérieure 16 du substrat 10.
Les bâtonnets électroluminescents 8 d’une même source de lumière présentent avantageusement la même forme. Ils sont chacun délimités par une face terminale 26 et par une paroi circonférentielle 28 qui s’étend le long de l’axe d’allongement du bâtonnet. Lorsque les bâtonnets électroluminescents sont dopés et font l’objet d’une polarisation, la lumière résultante en sortie de la source à semi-conducteurs est émise essentiellement à partir de la paroi circonférentielle 28, étant entendu que des rayons lumineux peuvent sortir également de la face terminale 26. ll en résulte que chaque bâtonnet électroluminescent agit comme une unique diode électroluminescente et que la luminance de cette source est améliorée d’une part par la densité des bâtonnets électroluminescents 8 présents et d’autre part par la taille de la surface éclairante définie par la paroi circonférentielle et qui s’étend donc sur tout le pourtour, et toute la hauteur, du bâtonnet.
La paroi circonférentielle 28 d’un bâtonnet électroluminescent 8, correspondant à la coquille de nitrure de gallium, est recouverte par une couche d’oxyde conducteur transparent (OCT) 29 qui forme l’anode de chaque bâtonnet complémentaire à la cathode formée par le substrat. Cette paroi circonférentielle 28 s’étend le long de l’axe d’allongement 22 depuis le substrat 10 jusqu’à la face terminale 26, la distance de la face terminale 26 à la face supérieure 16 du substrat, depuis laquelle prennent naissance les bâtonnets électroluminescents 8, définissant la hauteur de chaque bâtonnet. A titre d’exemple, on prévoit que la hauteur d’un bâtonnet électroluminescent 8 est comprise entre 1 et 10 micromètres, tandis que l’on prévoit que la plus grande dimension transversale de la face terminale, perpendiculairement à l’axe d’allongement 22 du bâtonnet concerné, soit inférieure à 2 micromètres. On pourra également prévoir de définir la surface d’un bâtonnet, dans un plan de coupe perpendiculaire à cet axe d’allongement 22, dans une plage de valeurs déterminées, et notamment entre 1.96 et 4 micromètres carré.
On comprend que, lors de la formation des bâtonnets électroluminescents 8, la hauteur peut être modifiée d’une zone de la source de lumière à l’autre, de manière à accroître la luminance de la zone correspondante lorsque la hauteur moyenne des bâtonnets la constituant est augmentée. Ainsi, un groupe de bâtonnets électroluminescents peut avoir une hauteur, ou des hauteurs, différentes d’un autre groupe de bâtonnets électroluminescents, ces deux groupes étant constitutifs de la même source de lumière à semi-conducteur comprenant des bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques.
La forme des bâtonnets électroluminescents 8 peut également varier d’un dispositif à l’autre, notamment sur la section des bâtonnets et sur la forme de la face terminale 26. Les bâtonnets présentent une forme générale cylindrique, et ils peuvent notamment, tel qu’illustré sur la figure 5, présenter une forme de section polygonale, et plus particulièrement hexagonale. On comprend qu’il importe que de la lumière puisse être émise à travers la paroi circonférentielle, que celle-ci présente une forme polygonale ou circulaire.
Par ailleurs, la face terminale 26 peut présenter une forme sensiblement plane et perpendiculaire à la paroi circonférentielle, de sorte qu’elle s’étend sensiblement parallèlement à la face supérieure 16 du substrat 10, tel que cela est illustré sur la figure 5, ou bien elle peut présenter une forme bombée ou en pointe en son centre, de manière à multiplier les directions d’émission de la lumière sortant de cette face terminale.
Dans une variante non représentée, la source de lumière 1 à semi-conducteur peut comporter en outre une couche d’un matériau polymère dans laquelle les bâtonnets électroluminescents sont au moins partiellement noyées. La couche peut ainsi s’étendre sur toute l’étendue du substrat ou seulement autour d’un groupe déterminé de bâtonnets électroluminescents. Le matériau polymère, qui peut notamment être à base de silicone, crée une couche protectrice qui permet de protéger les bâtonnets électroluminescents sans gêner la diffusion des rayons lumineux. En outre, il est possible d’intégrer dans cette couche de matériau polymère des moyens de conversion de longueur d’onde, et par exemple des luminophores, aptes à absorber au moins une partie des rayons émis par l’un des bâtonnets et à convertir au moins une partie de ladite lumière d’excitation absorbée en une lumière d’émission ayant une longueur d’onde différente de celle de la lumière d’excitation. On pourra prévoir indifféremment que les moyens de conversion de longueur d’onde sont noyés dans la masse du matériau polymère, ou bien qu’ils sont disposés en surface de la couche de ce matériau polymère.
La source de lumière peut comporter en outre un revêtement de matériau réfléchissant la lumière qui est disposé entre les bâtonnets électroluminescents 8 pour dévier les rayons, initialement orientés vers le substrat, vers la face terminale 26 des bâtonnets électroluminescents 8. En d’autres termes, la face supérieure 16 du substrat 10 peut comporter un moyen réfléchissant qui renvoie les rayons lumineux, initialement orientés vers la face supérieure 16, vers la face de sortie de la source de lumière. On récupère ainsi des rayons qui autrement seraient perdus. Ce revêtement est disposé entre les bâtonnets électroluminescents 8 sur la couche d’oxyde conducteur transparent 29.
De manière générale, les bâtonnets sont disposés à intervalles réguliers sur le substrat 10 et la distance de séparation de deux bâtonnets électroluminescents immédiatement adjacents, dans chacune des dimensions de la matrice, doit être au minimum égale à 2 micromètres, afin que la lumière émise par la paroi circonférentielle 28 de chaque bâtonnet 8 puisse sortir de la matrice de bâtonnets électroluminescents. Par ailleurs, on prévoit que ces distances de séparation, mesurées entre deux axes d’allongement 22 de bâtonnets adjacents, ne soient pas supérieures à 100 micromètres.
Les bâtonnets électroluminescents 8 de dimensions submillimétriques définissent dans un plan, sensiblement parallèle au substrat 10, une surface d’émission 30 déterminée. On comprend que la forme de cette surface d’émission est définie en fonction du nombre et de l’agencement des éléments émissifs 8 qui la composent. Selon l’invention, la surface d’émission varie en fonction de la zone sur laquelle son image est projetée sur l’écran de l’optique de mise en forme et donc en fonction de l’orientation du système de balayage.
Tel qu’illustré sur la figure 3, le système de balayage formant dispositif de déviation des rayons 2 peut être constitué d'un miroir 200, mobile autour de deux axes orthogonaux, ou sensiblement orthogonaux. Ce miroir 200 est de fait monté à rotation autour d’un premier axe par sa liaison avec un premier arbre rotatif 201 porté par un premier cadre ίο interne 202, et ce premier cadre interne 202 est lui monté à rotation autour d’un deuxième axe par sa liaison avec un deuxième arbre rotatif 203 porté par un deuxième cadre externe 204- Le module de commande 7 associé au pilotage en position du miroir mobile envoie une instruction de commande en rotation du premier arbre 201 et/ou une instruction de commande en rotation du deuxième arbre 203 pour définir à volonté l’inclinaison du miroir par rapport au plan défini par le deuxième cadre externe, fixe.
On pourrait prévoir en variante de réalisation d’autres systèmes de balayage comportant plusieurs miroirs réfléchissant successivement la lumière provenant de la source de lumière, chaque miroir étant piloté en position par le module de commande, dès lors que les miroirs sont agencés et pilotés de manière à déplacer le spot lumineux selon des directions perpendiculaires.
Le module de commande 7 pilote simultanément la source de lumière 1, et notamment ses éléments émissifs, pour la réalisation d’un faisceau d’origine Fl approprié en direction du dispositif de déviation mobile 2, et le dispositif de déviation mobile 2, pour que le faisceau dévié F2 balaye successivement tous les points du miroir fixe 5 de l’optique de mise en forme 4. Il est ainsi possible d'éclairer le miroir fixe 5 avec le faisceau dévié F2 de manière à former sur ce miroir fixe 5 une image susceptible d’être projetée sur la scène de route par l’intermédiaire de la lentille convergente 6 de l’optique de mise en forme 4. Dans le cas d’un dispositif d’éclairage adaptatif, l’image peut notamment incorporer une zone sombre au contour représentatif d’un véhicule que l’on ne souhaite pas éblouir, la zone sombre étant disposée dans l’image en fonction de la position de ce véhicule tel qu’elle a pu être détectée par des moyens appropriés.
On va maintenant décrire un premier exemple de pilotage d’allumage et d’extinction des éléments émissifs d’une source de lumière équipant le dispositif d’éclairage adaptatif en fonction de l’orientation du système de balayage, en se référant notamment à la figure 4.
L’image formant le faisceau projeté en sortie du dispositif résulte du balayage du miroir fixe 5 par un spot issu d’une déviation des rayons émis à l’origine par la source. Temporairement, la source de lumière peut être éteinte ou commandée de manière à émettre un spot d’intensité lumineuse moindre, afin de former une zone sombre dans l’image affichée. La résolution de l’image ainsi formée, fonction notamment de la taille du spot projeté à l’origine par la source de lumière et de la vitesse de rotation du miroir mobile, est d’autant meilleure que le spot dévié et renvoyé sur le miroir mobile présente une forme constante sur toute la surface du balayage. Selon la figure 4, le spot présente une surface d’émission dont la forme d’origine est circulaire et la projection de ce spot au centre de l’écran garde cette forme circulaire.
Selon l’invention, il est possible de modifier la forme des rayons émis par la source de lumière et impactant le miroir mobile formant système de balayage microélectronique, c’est-à-dire la forme de la surface d’émission 30 de la source de lumière, en fonction de l’orientation du système de balayage et donc de la zone d’impact du faisceau dévié sur le miroir fixe. On peut alors compenser l’effet de distorsion généré par le fait que l’ensemble formé par la source de lumière et le système de balayage soit décalé par rapport à l’axe optique de l’optique de mise en forme.
On a représenté sur la figure 4 la forme que présente selon l’invention la surface d’émission 30 de la source de lumière selon la zone du miroir fixe sur laquelle le spot de lumière va être projeté.
A titre d’exemple, la surface d’émission 301 destinée à être projetée au cours du balayage sur la surface du miroir fixe, à une première extrémité verticale, c’est-à-dire le long de la direction verticale V, et centrée sur la direction horizontale H, doit être aplatie verticalement, c’est-à-dire présenter une longueur 13θ1 selon la direction horizontale constante par rapport à la longueur 1 de la surface d’émission 300 d’origine et présenter une hauteur h301 selon la direction verticale moindre par rapport à la hauteur h de cette surface d’émission d’origine. On prend ainsi en considération l’effet de distorsion qui va s’appliquer lors de la projection décalée verticalement par rapport au centre du miroir fixe, qui aura tendance à étirer l’image projetée, ll en résulte, sur le miroir fixe, un pixel formé à une extrémité verticale de dimension semblable à celui correspondant à la projection de la surface d’émission non modifiée 300 au centre du miroir fixe. Tel qu’illustré sur la figure 4, l’ajustement à prévoir symétrique de la dimension de la surface d’émission 302 à la deuxième extrémité verticale opposée.
De façon équivalente, la surface d’émission 303 destinée à être projetée au cours du balayage sur la surface du miroir fixe, à une première extrémité horizontale, c’est-à-dire le long de la direction horizontale H, et centrée sur la direction verticale V, doit être aplatie horizontalement, c’est-à-dire présenter une hauteur h3O3 selon la direction verticale constante par rapport à la surface d’émission 300 d’origine et présenter une longueur 13θ3 selon la direction horizontale moindre de celle de la surface d’émission d’origine. On prend ainsi en considération l’effet de distorsion qui va s’appliquer lors de la projection décalée horizontalement par rapport au centre du miroir fixe, qui aura tendance à étirer l’image projetée, ll en résulte, sur le miroir fixe, un pixel formé à une extrémité horizontale de dimension semblable à celui correspondant à la projection de la surface d’émission non modifiée au centre du miroir fixe. Tel qu’illustré sur la figure 4, il convient de réaliser un ajustement symétrique de la dimension de la surface d’émission 304 à la deuxième extrémité horizontale opposée.
ll résulte de ce qui précède que l’on diminue la taille de la source de lumière selon une première direction, horizontale, respectivement verticale, lorsque le système de balayage microélectronique est mobile en rotation autour d’une direction, verticale, respectivement horizontale, perpendiculaire à cette première direction.
On comprend que de la sorte, la surface d’émission de la source de lumière selon l’invention est configurée de manière à présenter une forme d’ellipse lorsque cette surface d’émission est projetée à une extrémité horizontale ou verticale, la forme et/ou la dimension de la surface d’émission étant ainsi variables en fonction de l’orientation du dispositif de déviation.
Dans l’exemple illustré sur la figure 4, la source de lumière comporte une pluralité d’éléments émissifs pilotés indépendamment les uns des autres, et le module de commande 7 envoie des instructions de commande en allumage et extinction à chacun des éléments émissifs pour définir la forme et l’orientation de la surface d’émission ainsi définie. On comprend que ce mode de réalisation permet de modifier l’étendue de la source en fonction de la position du miroir mobile et d’obtenir des formes très spécifiques de la surface d’émission à projeter sur le miroir fixe, et par exemple, une forme d’ellipse inclinée, c’est-àdire avec un grand axe le définissant qui est incliné par rapport à l’horizontale et la verticale, lorsque la surface d’émission à projeter est balayée dans un des coins du miroir fixe. On comprend que l’inclinaison du grand axe définissant l’ellipse que prend la surface d’émission sera ainsi fonction de la zone de projection du faisceau sur le miroir fixe.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 5 et 6, un premier mode de réalisation d’une source de lumière pixellisée et d’un dispositif d’éclairage adaptatif associé, dans lequel la source de lumière est pilotée en allumage et extinction spécifiquement en fonction de l’agencement particulier de la source de lumière.
On modifie ainsi l’étendue de la source par allumage ou extinction de parties additionnelles formées d’une pluralité d’éléments émissifs et agencées en périphérie d’une partie principale systématiquement allumée.
Les éléments émissifs de la source de lumière sont agencés de manière à former une surface d’émission générale en forme de cercle, pour reprendre la forme d’un spot laser par exemple. Les éléments émissifs sont regroupés en sous-ensembles dans lesquelles des ensembles d’éléments émissifs sont raccordés ensemble électriquement, indépendamment du sous-ensemble voisin. L’agencement des éléments émissifs est particulier en ce qu’il génère un ou plusieurs sous-ensembles formant une partie principale centrale 32 et des sousensembles formant une partie périphérique 34, qui entoure au moins partiellement la partie centrale. La partie périphérique est ainsi formée par une pluralité de parties additionnelles 36 adressables sélectivement, c’est-à-dire raccordées électriquement indépendamment des parties additionnelles voisines, et s’étendant de façon concentrique à la partie périphérique.
On comprend dès lors que les parties additionnelles peuvent se superposer les unes aux autres en s’éloignant de la partie principale et en restant concentriques à cette partie principale. On pourra notamment définir les différentes couches 38 de parties additionnelles 36 en fonction de leur distance par rapport à la partie principale 32, avec une première couche 38a de parties additionnelles disposée directement sur le pourtour de la partie principale, une deuxième couche 38b de parties additionnelles disposée directement autour de la première couche, en restant concentrique à la partie principale, et une dernière couche 38z de parties additionnelles définissant la périphérie de la surface d’émission.
Plus particulièrement, dans l’exemple illustré sur la figure 5, la partie principale centrale 32 présente une forme circulaire et chaque couche 38 de parties additionnelles 36 présente une forme annulaire agencée autour de la partie principale centrale, les parties additionnelles présentant la forme de portions d’anneaux.
Les parties additionnelles 36 sont disposées de façon symétrique de part et d’autre de la partie centrale principale 32. On peut ainsi définir sur la source de lumière illustré sur la figure 5 des parties additionnelles supérieures 36s, agencées d’un côté de la partie centrale principale 32 relativement à une première direction V, des parties additionnelles inférieures 36i, agencées du côté opposé de la partie centrale principale 32 symétriquement aux parties additionnelles supérieures, ainsi que des parties additionnelles gauches 36g et droites 36d, agencées symétriquement de part et d’autre de la partie centrale principale 32.
La partie centrale 32 de la surface d’émission peut comporter une pluralité de souszones 320 agencées en matrice, chaque sous-zone étant formée par une pluralité d’éléments émissifs connectés électriquement ensemble et de manière indépendante de la sous-zone voisine. Il est dès lors possible de faire varier l’intensité lumineuse au sein de cette partie centrale, notamment pour diminuer l’intensité lumineuse de la partie centrale de la surface d’émission lorsque les rayons de la source de lumière sont projetés aux extrémités horizontales du miroir fixe. A ces extrémités horizontales, la rotation du miroir mobile du dispositif de balayage, autour de l’axe de rotation vertical, est freinée jusqu’à l’arrêt en rotation puis pilotée en sens inverse, et le module de commande envoie des instructions de pilotage des éléments émissifs de la partie centrale 32 pour que l’intensité lumineuse soit moindre lorsque la rotation du miroir mobile est arrêtée. Cela permet d’éviter les accumulations de lumière en bord de faisceau. Le cas échéant, cela peut permettre l’obtention d’un faisceau dont la luminosité diminue progressivement en se dirigeant vers ses bords.
Dans le cas d’application particulier d’une source de lumière semblable à celle décrite précédemment et illustrée à la figure 5, l’image projetée sur l’optique de mise en forme, et plus particulièrement sur le miroir fixe associé à cette optique de mise en forme, est déplacée en fonction du déplacement du système de balayage microélectronique conformément à ce qui a été décrit précédemment dans le cas d’application illustré sur la figure 4Afin de faciliter la lecture, notamment en augmentant les détails de la source de lumière, seules cinq configurations de la surface d’émission de cette source de lumière ont été représentées parmi lesquelles une position standard, correspondant à un agencement parallèle du miroir mobile du système de balayage et du miroir fixe de l’optique de mise en forme, une première et une deuxième position de balayage vertical, le long de la direction verticale V, et une première et une deuxième position de balayage horizontal, le long de la direction horizontale H.
Lorsque l’ensemble des éléments émissifs est piloté en allumage, la surface d’émission présente une forme circulaire. Chacune des couches de parties additionnelles est allumée autour de la partie principale, également allumée.
Lorsque le miroir mobile est piloté en rotation autour d’un axe horizontal, les rayons déviés ont tendance à être balayés verticalement le long du miroir fixe et la distorsion est essentiellement verticale, ll convient alors selon l’invention de modifier la dimension verticale, c’est-à-dire l’étendue de la source selon la direction verticale V, en commandant l’extinction de parties additionnelles 36s et 36i agencées verticalement de part et d’autre de la partie principale centrale. Au fur et à mesure de l’éloignement de la zone de projection sur la surface optique par rapport au centre de celle-ci, on éteint une à une les parties additionnelles 36s et 36i, en commençant par éteindre la partie additionnelle la plus éloignée de la partie centrale, puis au fur et à mesure chacune des parties additionnelles depuis l’extérieur de la source vers la partie centrale.
Lorsque le miroir mobile est piloté en rotation autour d’un axe vertical, les rayons déviés ont tendance à être balayés horizontalement le long du miroir fixe et la distorsion est essentiellement horizontale, ll convient alors selon l’invention de modifier la dimension horizontale, c’est-à-dire l’étendue de la source selon la direction horizontale H, en commandant l’extinction de parties additionnelles 36g et 36d agencées horizontalement de part et d’autre de la partie principale centrale. Là encore, les parties additionnelles sont éteintes au fur et à mesure que l’image de la source de lumière est à projeter loin du centre de la surface optique.
Dans le cas illustré, les parties additionnelles sont éteintes de façon symétrique de part et d’autre de la partie centrale principale, mais il sera compris qu’on pourra éteindre distinctement une partie additionnelle supérieure 36s d’une partie additionnelle inférieure 36i selon la position de l’image projetée le long de la direction verticale V, ou bien que l’on pourra éteindre distinctement une partie additionnelle gauche 36g d’une partie additionnelle droite 36d selon la position de l’image projetée le long de la direction horizontale H.
Un deuxième mode de réalisation, en référence à la figure 7, différé du premier mode de réalisation en ce que la partie centrale et la partie périphérique de la source de lumière forment une surface d’émission carrée ou rectangulaire, différente de la forme circulaire définie dans le premier mode de réalisation. Dans ce contexte, la partie centrale principale 32 présente une forme carrée ou rectangulaire et chaque partie additionnelle présente la forme de trapèzes. Comme précédemment, les parties additionnelles 36 sont disposées de façon symétrique de part et d’autre de la partie centrale principale 32, et on peut modifier la surface d’émission de la source notamment en activant tout ou partie des parties additionnelles.
La présente invention s’applique tout particulièrement à un projecteur avant de véhicule automobile, et elle s’intégre notamment dans une face avant de véhicule, afin de pouvoir éclairer la scène de route en mode feu de route et de pouvoir générer dans ce faisceau lumineux produit des zones de moindre intensité lumineuse en cas de détection d’un véhicule tiers sur la scène de route en amont du véhicule.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à la structure du dispositif lumineux qui vient d’être décrit à titre d’exemple non limitatif, dès lors qu’il comporte une source de lumière à éléments électroluminescents commandés en allumage et extinction regroupés par zones correspondant à l’éclairage de telle ou telle portion de la scène de route. En tout état de cause, l’invention ne saurait se limiter au mode de réalisation spécifiquement décrit dans ce document, et s’étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Source de lumière (l) configurée pour coopérer avec un dispositif de déviation (2) des rayons émis par la source de lumière, ladite source comportant :
    - une pluralité d’éléments émissifs (8), l’activation de ces éléments électroluminescents définissant l’étendue d’une surface d’émission (30) de la source de lumière, lesdits éléments émissifs (8) étant agencés de manière à former une partie principale (32) centrale et des parties additionnelles (36) disposées en périphérie de la partie centrale, et
    - un module de commande (7) apte à commander sélectivement et indépendamment l’allumage de la partie centrale et des parties additionnelles pour modifier la taille de la surface d’émission (30) en fonction de la configuration du dispositif de déviation associé.
  2. 2. Source de lumière selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacune des parties principale (32) et additionnelles (36) comportent une pluralité d’éléments émissifs (8) regroupés en des ensembles pilotables simultanément de manière à former des parties adressables sélectivement.
  3. 3. Source de lumière selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les parties additionnelles (36) comportent une pluralité de parties successives s’éloignant de la partie principale (32).
  4. 4. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’au moins deux parties additionnelles (36) sont agencées symétriquement de part et d’autre de la partie centrale (32).
  5. 5· Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie principale (32) présente une forme circulaire.
  6. 6. Source de lumière selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les parties additionnelles (36) présentent la forme de portions d’anneaux agencés de sorte que la partie principale (32) et ces portions d’anneaux sont concentriques.
  7. 7. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments émissifs (8) sont configurés dans la partie principale (32) de manière à former une zone principale sous forme de matrice dans laquelle les éléments émissifs sont sélectivement adressables par sous-zones (320).
  8. 8. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments émissifs (8) sont des éléments électroluminescents de dimensions submillimétriques.
  9. 9. Dispositif lumineux comprenant une source de lumière (l) et au moins un dispositif de déviation (2) des rayons émis par la source rendu mobile pour participer à la projection d’une image pixellisé, caractérisé en ce que la source de lumière est configurée de manière à présenter une surface d’émission (30) de forme et/ou de dimension variable en fonction de l’orientation du dispositif de déviation.
  10. 10. Dispositif lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la source de lumière (l) est selon l’une des revendications 1 à 8.
  11. 11. Procédé de contrôle d’allumage d’une source de lumière (l) selon l’une des revendications 1 à 8 pour la réalisation d’une fonction d’éclairage adaptatif au cours de laquelle on réalise un balayage d’une surface optique par le pilotage d’un système de balayage microélectronique déviant les rayons émis par la source de lumière, caractérisé en ce que l’on modifie l’étendue de la source en fonction de la position d’un miroir mobile (200) du système de balayage.
  12. 12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’on modifie l’étendue de la source de lumière (l) par allumage ou extinction d’éléments émissifs (8) constitutifs de la source.
  13. 13- Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’on modifie l’étendue de la source par allumage ou extinction de parties additionnelles (36) formées d’une pluralité d’éléments émissifs (8) et agencées en périphérie d’une partie principale (32) systématiquement allumée.
  14. 14» Procédé selon l’une des revendications 11 à 13, caractérisé l’on diminue la taille de la source de lumière (l) selon une première direction lorsque le système de balayage microélectronique est mobile en rotation autour d’une direction perpendiculaire à
    5 cette première direction.
  15. 15· Procédé selon l’une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que l’on pilote de manière synchronisée la modification de la taille de la source de lumière (l) et le déplacement du système de balayage microélectronique.
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