FR3064340A1

FR3064340A1 - Module optique pour vehicule automobile, incluant un element reflecteur dont une zone specifique permet de reduire localement l'intensite lumineuse

Info

Publication number: FR3064340A1
Application number: FR1752519A
Authority: FR
Inventors: Ibrahima Ndiaye; Hugo MESTRE; Nicolas Ruckebusch; Orane MARCHAL
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-09-28
Anticipated expiration: 2037-03-27
Also published as: FR3064340B1

Abstract

Le module optique, utilisé à des fins d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile, présente une optique primaire (11) pour former un premier faisceau lumineux (16, 17) à partir d'un rayonnement d'une source lumineuse (21), un ensemble pour dévier et diaphragmer le premier faisceau lumineux et une optique secondaire telle qu'une lentille pour former une face de sortie du module et mettre en forme un faisceau sortant. L'ensemble comprend un élément de cache (2) et une face réfléchissante (20) typiquement formée sur le dessus de cet élément (2) et permet de réaliser une coupure. La face réfléchissante (20) présente une première zone (Z1) déviant une partie du premier faisceau lumineux et une deuxième zone (Z2), adjacente à ou entourée par la première zone, ayant une propriété de surface qui rend cette zone (Z2) moins réfléchissante et/ou plus irrégulière, en raison d'une surcouche ou d'une excroissance formant une texture différente.

Description

(57) Le module optique, utilisé à des fins d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile, présente une optique primaire (11) pour former un premier faisceau lumineux (16, 17) à partir d'un rayonnement d'une source lumineuse (21 ), un ensemble pour dévier et diaphragmer le premier faisceau lumineux et une optique secondaire telle qu'une lentille pour former une face de sortie du module et mettre en forme un faisceau sortant. L'ensemble comprend un élément de cache (2) et une face réfléchissante (20) typiquement formée sur le dessus de cet élément (2) et permet de réaliser une coupure. La face réfléchissante (20) présente une première zone (Z1 ) déviant une partie du premier faisceau lumineux et une deuxième zone (Z2), adjacente à ou entourée par la première zone, ayant une propriété de surface qui rend cette zone (Z2) moins réfléchissante et/ou plus irrégulière, en raison d'une surcouche ou d'une excroissance formant une texture différente.

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Module optique pour véhicule automobile, incluant un élément réflecteur dont une zone spécifique permet de réduire localement l’intensité lumineuse

La présente invention concerne l’éclairage pour véhicule, par utilisation d’une source lumineuse associée à des moyens réflecteurs. L’invention se rapporte plus particulièrement à un module optique pour dispositif d'éclairage et/ou de signalisation d'un véhicule, et à un projecteur de faisceau pour véhicule automobile.

II est connu des dispositifs de projection d’un faisceau pour véhicule qui utilisent un élément de cache combiné à une face réfléchissante, aussi appelé plieuse, pour réaliser une coupure dans le faisceau sortant. Avec un tel élément, le rendement lumineux, c'est-à-dire le rapport entre la lumière émise par la source lumineuse et celle restituée en sortie du module optique peut être plus élevé, sans détériorer les caractéristiques photométriques réglementaires des faisceaux à coupure obtenus.

Avec ce type de module optique, décrit par exemple dans le document EP1746340 B1, il n’est pas aisé en revanche de satisfaire deux réglementations (ou deux exigences d’homogénéité de faisceau) qui présentent des divergences tout en optimisant le rendement lumineux. On peut en effet se trouver dans le cas où la réutilisation de l’ensemble formé par l’élément de cache et la face réfléchissante contribuent à trop éclairer dans une zone par rapport aux prérogatives de l’une des deux réglementations. II s’ensuit que le module optique pourvu de l’élément de cache peut être considéré comme non conforme aux exigences réglementaires ou esthétiques.

On connaît, par le document US 2012275168, une solution d’adaptation de la face réfléchissante par retrait de matière localement sur une face réfléchissante d’un cache, afin que la lumière qui arrive sur cette zone ne soit pas réfléchie principalement dans la direction générale du faisceau. Cette solution, appliquée pour satisfaire une réglementation plus contraignante dans une zone cible du faisceau, est cependant délicate à mettre en œuvre.

A cet effet, l’invention concerne un module optique pour dispositif d'éclairage et/ou de signalisation d'un véhicule, comprenant :

- un boîtier pourvu d’une face de sortie,

- au moins une source lumineuse dans le boîtier,

- une optique primaire pour former un premier faisceau lumineux à partir d’un rayonnement de ladite source lumineuse, le premier faisceau étant orienté en direction de la face de sortie,

- une optique secondaire, de préférence sous la forme d’un élément dioptrique tel qu’une lentille, pour mettre en forme un faisceau sortant du module, le faisceau sortant ayant une distribution lumineuse,

- un élément de cache, placé entre l’optique primaire et l’optique secondaire, associé à une face réfléchissante, l’ensemble formé par l’élément de cache et la face réfléchissante étant conçu et agencé pour dévier et diaphragmer le premier faisceau lumineux, ce grâce à quoi la distribution lumineuse présente au moins une coupure, la face réfléchissante comprenant :

- une première zone ayant une première propriété de surface afin de dévier une première partie du premier faisceau lumineux ;

- une deuxième zone, adjacente à ou entourée par la première zone, ayant une deuxième propriété de surface telle que la deuxième zone est moins réfléchissante et/ou plus irrégulière que la première zone, une deuxième partie du premier faisceau étant dirigée vers la deuxième zone ;

la deuxième zone se différenciant de la première zone par la présence d’au moins une couche additionnelle et/ou d’une ou plusieurs projections saillantes vers l’extérieur, la deuxième zone étant en correspondance avec une région cible de la distribution lumineuse afin de réduire localement l’intensité lumineuse dans la région cible.

Dans ce contexte particulier, l’expression « projections saillantes >> doit être comprise comme signifiant que la deuxième zone forme un relief positif (à dénivelé positif) par rapport à la première zone, typiquement sans creusement plus bas que les portions de la première zone qui sont adjacentes à la première zone.

Grâce à ces dispositions, il n’est pas nécessaire de dégrader une surface de façon contrôlée et parfaitement répétable. Il est permis d’obtenir, avec les mêmes composants qu’un module nominal et un traitement additif et sélectif dans la deuxième zone, un module optique qui fournit moins de lumière dans le faisceau au voisinage de la coupure. La modification est additive puisqu’il s’agit de former une surface qui vient compléter l’existant et dont il est plus facile de contrôler les propriétés. En outre, il n’est pas nécessaire de fournir de la matière qui ne sera pas présente dans le produit final.

L’association de la face réfléchissante avec l’élément de cache permet à la face réfléchissante de réfléchir des rayons qui, sans la présence de cette face réfléchissante, seraient interceptés par le corps de l’élément de cache et donc inutilisés pour la fonction réalisée par le module optique.

Bien entendu, ces dispositions sont applicables à une large variété de configurations de la face réfléchissante, ce qui inclut les cas avec plus de deux zones. Par exemple et de manière non limitative, la face réfléchissante peut présenter : une zone à forte réflectivité et plusieurs à réflectivité moindre, deux zones très réfléchissantes et l’une moins réfléchissante, ou au moins trois zones avec chacune une réflectivité différente.

Selon une particularité, l’élément de cache définit ou supporte directement la face réfléchissante, de sorte que l’ensemble formé par l’élément de cache et la face réfléchissante est d’un seul tenant. De façon préférée, l’ensemble formé par l’élément de cache et la face réfléchissante est mince, la première zone et la deuxième zone pouvant être coplanaires.

Selon une particularité, l’ensemble formé par l’élément de cache et la face réfléchissante est mince de façon à s’étendre essentiellement suivant les deux directions déterminées suivantes :

- une première direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal du module optique,

- une deuxième direction correspondant à une longueur de l’élément de cache et perpendiculaire à la première direction, ces deux directions déterminées étant par exemple horizontales dans une configuration du module optique qui permet d’d’obtenir une distribution lumineuse dont la coupure est essentiellement horizontale.

On comprend que la minceur de l’élément de cache limite les déperditions d’énergie lumineuse. Dans le présent contexte, le terme mince signifie généralement que l’épaisseur est d’un ordre de grandeur différent et inférieur (au moins dix fois plus petit, typiquement) par rapport à l’une et ou l’autre parmi la largeur et la longueur de l’élément de cache. Un réflecteur en regard de la source lumineuse peut présenter une hauteur réduite pour limiter l’espacement par rapport à la source lumineuse, ce réflecteur définissant une surface réfléchissante plus étendue longitudinalement et suivant une direction transversale parallèle à l’élément de cache. Ce type d’agencement permet d’augmenter la part de rayonnement qui passe au-dessus de l’élément de cache.

Selon une particularité, la deuxième zone s’étend dans un plan qui peut être parallèle aux deux directions déterminées. Cette géométrie simple facilite l’opération additive permettant de créer la deuxième zone.

Selon une particularité, la deuxième zone est plus longue suivant la première direction et plus courte suivant la deuxième direction, en ayant par exemple une largeur maximale inférieure ou égale à 5 mm. Ceci permet en pratique de cibler la réduction de l’éclairement, afin de ne pas dégrader inutilement les performances d’éclairage dans d’autres zones d’intérêt.

Selon une particularité, la deuxième zone peut s’étendre d’un bout à l’autre de la face réfléchissante de l’élément de cache, de façon à séparer l’une de l’autre deux parties de la première zone.

Un module optique selon l’invention peut comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- la face réfléchissante est polie ou métallisée.

- le module optique constitue un élément allongé présentant un axe longitudinal qui traverse une portion centrale d’une lentille formant l’élément dioptrique (en définissant aussi la face de sortie du module optique).

- l’élément de cache supporte directement la face réfléchissante, l’ensemble formé par l’élément de cache et la face réfléchissante étant sensiblement plan, la première zone et la deuxième zone étant coplanaires.

- l’élément de cache est allongé suivant une direction perpendiculaire à l’axe longitudinal du module optique.

- l’élément de cache est placé dans une position intermédiaire entre une extrémité arrière du module optique et une extrémité avant où est monté l’élément dioptrique.

- l’élément dioptrique, qui forme la face de sortie, est directement monté sur un corps de support allongé, optionnellement réalisé d’une pièce, qui délimite la cavité du module optique.

- une sous-partie de la cavité, dans laquelle sont émis des rayons de la source lumineuse, est délimitée entre un élément de support, optionnellement formé parallèlement à l’élément de cache, et une surface réfléchissante à section elliptique, la sous-partie de la cavité débouchant en direction de la face de sortie sur une sous-partie plus large de la cavité qui est aussi traversée par des rayons lumineux d’une source lumineuse additionnelle située de l’autre côté de l’élément de support.

- le premier faisceau lumineux résulte de la superposition d’un rayonnement direct de la source lumineuse, émis suivant la direction longitudinale du module optique, et d’un rayonnement indirect provenant de cette même source lumineuse, après au moins une réflexion sur une surface réfléchissante qui s’étend depuis une extrémité en arrière de la source lumineuse jusqu’à une extrémité plus avancée que la source lumineuse en direction de la face de sortie du module.

- la deuxième zone présente un marquage sélectif formé d’au moins une couche de matière.

- la deuxième zone présente un maximum de réflectivité inférieur à un minimum de réflectivité dans la première zone.

- la deuxième zone présente un maximum de réflectivité inférieur ou égal à 70%, de préférence inférieur ou égal à 50%.

- la deuxième zone est plane ; cette configuration facilite la maîtrise de l’opération d’adjonction d’une couche ou de traitement pour accroître l’épaisseur dans la seconde zone, et la cadence de production peut être améliorée pour une production de masse.

- la deuxième zone est plus rugueuse que la première zone ; une structuration peut ainsi être obtenue dans la deuxième zone, qui permet de dévier de manière plus diffuse/dispersée les rayons lumineux incidents. Le fait de répartir différemment les directions de réflexion dans cette deuxième zone peut suffire à réduire localement un excès d’éclairement dans une zone ciblée.

- la deuxième zone présente un profil de dégradation de la réflectivité, par exemple avec une réduction de l’ordre de 10% de la réflectivité du côté d’une extrémité longitudinale de la deuxième zone et de l’ordre de 90% de la réflectivité du côté de l’autre extrémité longitudinale de la deuxième zone.

la deuxième zone présente une réflectivité sensiblement constante.

- la deuxième zone s’étend entre deux portions de bord opposées et présente une diminution progressive de la réflectivité en s’éloignant d’une des deux portions de bord.

- la deuxième zone présente une diminution progressive de la réflectivité en se rapprochant du côté de la source lumineuse.

la deuxième zone présente une diminution progressive de la réflectivité en s’éloignant du côté de la source lumineuse.

- la deuxième zone présente une diminution progressive de la réflectivité en se rapprochant d’un plan médian virtuel qui sépare deux moitiés de l’élément de cache.

- la deuxième zone présente une augmentation progressive de la réflectivité en se rapprochant d’un plan médian virtuel qui sépare deux moitiés de l’élément de cache.

- la deuxième zone présente une étiquette ou un insert, fixé de façon préférentiellement inamovible.

- la deuxième zone résulte d’une transformation physico-chimique d’une couche superficielle, typiquement définie par l’élément de cache.

- la transformation physico-chimique résulte d’un marquage laser sans enlèvement de matière, le marquage étant typiquement réalisé sous la forme d’un moussage.

- le marquage dans la deuxième zone peut être de type expansé.

- une couche superficielle de la deuxième zone est une couche de moussage qui contient des bulles de gaz diffusant la lumière, de telles bulles étant formées après la fonte du matériau par le laser ; le marquage peut être alors plus clair que le reste du matériau qui est présent également dans la première zone.

- la deuxième zone présente une excroissance pouvant se décomposer en une pluralité de projections saillantes ; en effet les petites bulles de gaz qui se forment dans le produit de la fusion augmentent son volume (par ailleurs, comme les bulles de gaz enfermées reflètent la lumière de façon diffuse, la deuxième zone usinée apparaît généralement plus claire que le matériau autour.)

- la couche de moussage formant la finition dans la deuxième zone peut présenter une épaisseur comprise entre 10 et 30 pm.

- la transformation physico-chimique conduit optionnellement en surface à une carbonisation sur tout ou partie de la deuxième zone.

- la deuxième zone présente une réflectivité sensiblement constante.

- l’élément de cache est entièrement opaque.

- l’élément de cache est en partie transparent ou translucide, par exemple dans une zone distincte de la première zone qui peut correspondre à la deuxième zone.

- la deuxième zone est délimitée par au moins un bord rectiligne adjacent à la première zone, de préférence par au moins deux bords rectilignes parallèles.

- la deuxième zone est délimitée d’un côté dit avant par un bord rectiligne qui est perpendiculaire à un axe optique de l’optique secondaire et qui coïncide avec un bord rectiligne de l’élément de cache, par exemple le bord de coupure.

- la deuxième zone est délimitée de façon sensiblement circulaire.

- un bord de l’élément de cache opposé au bord de coupure est opaque.

- l’optique secondaire comporte ou consiste en une lentille.

- l’élément de cache s’étend entre un premier bord proximal par rapport à la source lumineuse et un deuxième bord distal par rapport à la source lumineuse, de préférence parallèle au premier bord.

- la première zone et la deuxième zone sont chacune adjacentes au deuxième bord.

- la face réfléchissante est conçue et agencée pour définir une pente descendante entre le premier bord et le deuxième bord.

- le premier bord est plus épais que le deuxième bord, la face réfléchissante étant apte à rediriger au-dessus du deuxième bord des rayons lumineux émis par la source lumineuse en direction de l’élément de cache.

- le module optique comprend un élément de support qui s’étend intérieurement dans le boîtier en ayant deux faces principales opposées et qui est agencé pour supporter la source lumineuse du côté d’une des deux faces principales en regard d’une surface réfléchissante de l’optique primaire, tandis qu’une source lumineuse additionnelle est montée sur l’élément de support du côté de l’autre face des deux faces principales.

- le rayonnement issu de la source lumineuse est un rayonnement dans le visible.

- la source lumineuse présente une orientation d’éclairage verticale ascendante.

- la deuxième zone est délimitée de façon ovale, oblongue, polygonale, suivant une forme à branches ou étoilée, ou une combinaison de ces formes.

Il est également prévu selon l’invention d’utiliser, dans un dispositif projecteur pour véhicule automobile, un module optique selon l’invention, afin de permettre un éclairage vers l’avant de ce véhicule automobile ou éventuellement permettre une fonction de signalisation réglementaire.

Selon une particularité, le module optique permet de réaliser une fonction d’éclairage de route, par exemple en cumulant les rayonnements issus de plusieurs sources lumineuses (dont la première source lumineuse) ou en modifiant la position d’une face réfléchissante et/ou la position de l’élément de cache.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs de ses modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective montrant un élément de cache pourvu d’une face réfléchissante dont une zone se distingue par une réflectivité différente ;

- la figure 2 est une vue en coupe schématique d'un module optique conforme à un mode de réalisation de l’invention ;

- la figure 3 illustre sommairement la fonction de déviation lumineuse permise par une face réfléchissante associée à l’élément de cache ;

- la figure 4 illustre un exemple d’une répartition lumineuse générée en utilisant le module optique de la figure 2, dans une configuration d’éclairage générant un spot de feux de croisement (code), avec ici une coupure à composante essentiellement horizontale.

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

En se référant aux figures 1 et 2, le module optique 1 inclut une optique primaire 11 pour former un premier faisceau lumineux à partir du rayonnement d’une ou plusieurs source(s) lumineuse(s) 21. Un élément de cache 2 est prévu dans une cavité 3 du module optique 1, ici dans une position centrale dans cette cavité 3. Le rayonnement direct issu de la source lumineuse 21 et le rayonnement réfléchi par une surface réfléchissante 6 se combinent pour former le premier faisceau lumineux, orienté en direction de la face de sortie 5 du module optique 1. La surface réfléchissante 6 peut être définie dans une face concave d’un élément réflecteur 13. La surface réfléchissante 6 est ainsi une surface interne dont le profil en coupe selon un plan passant par l'axe optique X correspond à au moins une section d'ellipse. La surface réfléchissante 6 est en regard d’une face supérieure d’un élément de support 4 par l’intermédiaire duquel la source lumineuse 21 est montée dans la cavité 3. Cette source lumineuse 21 s’étend sur la face 10 supérieure de l’élément de support 4 qui est ici de forme aplatie et optionnellement parallèle à l’élément de cache 2. Cette disposition permet d’orienter vers le haut le rayonnement de la source lumineuse 21.

L’expression « source lumineuse >> ne doit pas être interprétée de façon restrictive dans le présent contexte, et peut correspondre par exemple à un groupe de plusieurs éléments lumineux. Une option peut ainsi consister à grouper un nombre entier N de diodes d’éclairage (N = 2, 3, 4, 5 ou 6 par exemple) pour former la source lumineuse

21. Bien que la source lumineuse 21 puisse consister en une diode unique, elle peut se présenter sous de nombreuses autres configurations qui conviennent pour émettre les rayons lumineux 16, 17 dont une partie importante vont être déviés par l’élément de cache 2.

L’élément de cache 2 présente une face réfléchissante 20 en vis-à-vis de la surface réfléchissante 6 de l’élément réflecteur 13, appelé aussi premier réflecteur et une autre face, optionnellement réfléchissante, en vis- à-vis de la surface réfléchissante 7 d’un deuxième réflecteur situé plus bas que l’élément de support 4. On comprend que la face réfléchissante 20 et la face 10 supérieure de l’élément de support 4 sont orientées du même côté, vers le haut. Un plan médian MP virtuel, illustré sur la figure 1, sépare deux moitiés de l’élément de cache 2. Dans la configuration montée et opérationnelle de l’élément de cache 2, on comprend que l’élément de cache 2 est placé essentiellement de façon horizontale, le plan médian MP étant vertical et incluant alors l’axe optique X.

L’élément de cache 2 comprend un bord de coupure 2c joignant sa première et sa deuxième face. Le bord de coupure 2c est ici perpendiculaire à l’axe optique X et forme le bord distal, plus éloigné de la source lumineuse 21. La direction d’allongement de l’élément de cache 2 est typiquement perpendiculaire au bord de coupure 2c. Suivant cette direction d’allongement, deux extrémités de fixation 2a, 2b sont par exemple prévues de part et d’autre de la face réfléchissante 20. Bien que l’élément de cache 2 se présente sur les figures 1 et 2 sous la forme d’une pièce d’un bloc qui définit la face réfléchissante 20, on comprend que la face réfléchissante 20 peut être formée différemment dans des variantes, par exemple en étant rapportée sur ou montée à proximité d’un dessus de l’élément de cache 2, en ayant une position prédéterminée qui permet de jouer le même rôle qu’une face directement formée sur le corps de l’élément de cache 2.

Comme bien visible sur la figure 2, un élément dioptrique tel qu’une lentille 8 peut définir une optique secondaire du module optique 1, afin de mettre en forme un faisceau sortant du module 1. La lentille 8 peut être centrée sur l’axe optique X de la surface réfléchissante 6. La face de sortie 5 laisse passer des radiations électromagnétiques dans le visible, et peut être d’un genre connu en soi, en pouvant présenter une courbure extérieure inverse de la courbure générale de l’ensemble de réflexion définit par les surfaces réfléchissantes 6 et 7.

L’élément réflecteur 13 peut le cas échéant être pourvu, du côté de la lentille 8 ou d’une optique secondaire similaire, d’une extension 14 formant la partie la plus éloignée de l’axe optique X. La surface 6’ spécifiquement formée par l’extension 14 est aussi réfléchissante et peut être entièrement décalée vers l’avant, en direction de la face de sortie 5, par rapport à la position de la source lumineuse 21.

Vu dans un plan perpendiculaire à l’élément de cache 2, comme visible sur la figure 2, la jonction de l’extension 14 au reste de l’élément réflecteur 13 peut correspondre à une discontinuité dans la courbure du réflecteur. Cette configuration avec l’extension 14 permet de rendre le réflecteur plus évasé suivant la direction de l’axe optique X et davantage de rayons de la source lumineuse 21 peuvent être redirigés directement vers l’optique secondaire.

On peut voir qu’un module optique 1 selon l’invention constitue un élément allongé suivant la direction l’axe optique X, et comprend schématiquement une ou plusieurs source lumineuses 21, 22. La deuxième source lumineuse 22 peut être une diode ou alternativement, comme il a été déjà indiqué pour la première source lumineuse 21, être définie par un groupe de plusieurs éléments lumineux, par exemple au moins deux diodes électroluminescentes. Selon l’option non limitative illustrée, le module optique 1 présente une configuration qui permet d’utiliser deux sources lumineuses 21, 22 disposées de part et d’autre de l’élément de support 4 plat. Cet élément de support 4, ίο placé dans la cavité 3 du côté arrière opposé de la lentille 8, s’étend de façon intermédiaire entre deux parties opposées d’un boîtier B du module optique 1. Le boîtier B ferme la cavité 3, de façon préférentiellement étanche à la lumière, de façon à ce que la lumière s’échappe seulement par l’optique secondaire définie ici à l’avant du module optique 1 par la lentille 8.

Dans le cas non limitatif illustré, il est prévu que l’élément de support 4 supporte une première source lumineuse 21 en vis-à-vis de la surface réfléchissante 6 et une deuxième source lumineuse 22 en vis-à-vis d’une autre surface réfléchissante 7. On peut voir sur la figure 2 que cette surface réfléchissante 7 est opposée à la surface réfléchissante 6 par rapport à un plan virtuel qui passe par l’élément de support 4 et s’étend parallèlement à l’élément de cache 2 et à l’axe optique X. Un tel plan virtuel délimite deux sections complémentaires du module optique 1.

Avec ces deux surfaces réfléchissantes 6, 7 incurvées et orientées pour dévier des rayons lumineux en direction de la face de sortie 5, le module optique 1 peut cumuler deux fonctions d’éclairage et/ou de signalisation, en utilisant une même optique secondaire. II s’agit simplement d’utiliser sélectivement l’une et/ou l’autre des sections complémentaires du module optique 1 pour réaliser différentes fonctions optiques.

En référence aux figures 1 et 2 figure 1, le bord de coupure 2c, distal par rapport à la source lumineuse 21, est défini à l’opposé d’un bord 12 préférentiellement plus épais et proximal par rapport à la source lumineuse 21. Le bord de coupure 2c peut correspondre à une simple arête, ce qui permet de minimiser la quantité de matière dans l’élément de cache 2 et réduire le poids. Une face réfléchissante inférieure formée à l’opposé de la face réfléchissante 20 peut s’étendre vers l’avant jusqu’à ce bord de coupure 2c. Ceci permet d’optimiser la luminosité obtenue par utilisation de la deuxième source lumineuse 22.

Pour permettre d’abaisser la température du côté de l’élément de support 4 pendant le fonctionnement, il est prévu, par exemple à l’arrière du module optique 1, un dispositif de refroidissement R. Optionnellement, ce dispositif de refroidissement R peut posséder des moyens d’aération actifs pour extraire de l’air chauffé à proximité des sources lumineuses 21,22 et au moins un bloc de dissipation thermique.

Dans l’exemple non limitatif illustré, deux diodes formant les deux sources lumineuses 21, 22 sont placées sur une pièce support plane et de faible épaisseur qui définit l’élément de support 4. Cette pièce peut être solidarisée au bloc de dissipation thermique du dispositif de refroidissement. Ici, l’élément de support 4 comporte deux surfaces planes et parallèles, avec une diode fixée sur chacune des surfaces planes. Le dispositif de refroidissement R est placé derrière les sources lumineuses 21, 22 par rapport à la face de sortie 5. La face 15 inférieure, opposée à la face 10, peut présenter une première partie plane où est montée la deuxième source lumineuse 22 et une deuxième partie plane résultant d’un chanfrein à l’extrémité avant de l’élément de support

4.

On peut voir sur la figure 2 que le dispositif de refroidissement R, les sources lumineuses 21, 22, l’élément de cache 2 et la lentille 8 sont alignés selon un axe longitudinal du module optique 1 pouvant coïncider avec l’axe optique X. La position de l’élément de cache 2, entre l’optique primaire 11 et l’optique secondaire, permet de diaphragmer le premier faisceau lumineux et notamment limiter l’échappement de rayons lumineux suivant des directions trop ascendantes dans une partie haute de la face de sortie 5.

En référence à la figure 3, les rayons 16 directement issus de la source lumineuse 21 et les rayons 17 réfléchis par la surface réfléchissante 6 de l’élément réflecteur 13 se combinent pour former le premier faisceau lumineux. On peut voir ici que l’ensemble formé par la face réfléchissante 20 et l’élément de cache 2 permet non seulement de diaphragmer ce premier faisceau lumineux, mais aussi de dévier une partie du rayonnement. Ceci permet à la distribution lumineuse de présenter au moins une coupure, notamment une coupure 50 horizontale supérieure visible sur la figure 4, sans trop perdre de luminosité.

L’élément réflecteur 13 peut présenter une hauteur H réduite pour limiter l’espacement par rapport à la source lumineuse 21. Cet élément réflecteur 13 définit une surface réfléchissante 6 ayant une extension longitudinale, mesurée parallèlement à l’axe optique X, supérieure à son extension transversale mesurée suivant une direction perpendiculaire à l’axe optique X et parallèle au plan MP.

De façon particulière dans les exemples des figures 1 et 3, la face réfléchissante 20 comprend une première zone Z1 et une deuxième zone Z2 de moindre superficie que la première zone Z1. La deuxième zone Z2 peut être adjacente à la première zone Z2 ou entourée par cette première zone Z1. Tandis que la première zone Z1 présente une première propriété de surface afin de dévier une première partie du premier faisceau lumineux, la deuxième zone Z2 a une deuxième propriété de surface qui la rend moins réfléchissante et/ou plus irrégulière que la première zone, de préférence en raison d’une surcouche ou d’une excroissance formant une texture différente.

La première zone Z1 et la deuxième zone Z2 se complètent ici pour former l’intégralité de la face réfléchissante 20. Plus généralement, on comprend que la deuxième zone Z2 capte une deuxième partie du premier faisceau lumineux, de sorte qu’une fraction du rayonnement dirigé vers l’élément de cache 2 est déviée de façon différente.

Dans un premier mode de réalisation préféré, la deuxième zone Z2 peut se différencier de la première zone Z1 par la présence d’au moins une couche additionnelle. Une étiquette ou un autre moyen de marquage peut définir cette couche superficielle. L’étendue en largeur de la deuxième zone Z2 est optionnellement très réduite, en particulier dans les applications où on souhaite utiliser un module optique 1 similaire pour convenir à deux exigences qui divergent pour une région cible ML réduite de la distribution lumineuse du faisceau sortant au travers de la face de sortie 5. L’étendue en largeur de la deuxième zone Z2 est par exemple inférieure ou égale à 5 mm ou telle qu’elle représente bien moins de 10 ou 15% de la plus grande dimension de la face réfléchissante 20.

La couche additionnelle peut permettre de définir la deuxième zone Z2 et optionnellement une autre zone pour laquelle il a été déterminé qu’un seuil déterminé d’éclairement est dépassé. La couche additionnelle permet ainsi de dégrader localement la réflectivité d'une ou plusieurs zone(s) de la face réfléchissante 20, séparées entre elles le cas échéant, afin de réduire l'intensité lumineuse d'une ou plusieurs région(s) du faisceau sortant. Sur la face réfléchissante 20, la transition entre la première zone Z1 à réflectivité élevée et une portion à réflectivité faible peut être brutale ou progressive, la deuxième zone Z2 pouvant présenter plus ou moins d’homogénéité dans sa réflectivité.

Dans un deuxième mode de réalisation préféré, une dégradation de la réflectivité et/ou un mode de réflexion plus diffus peuvent être obtenus par un marquage laser d'une portion de surface qui est typiquement polie ou métallisée. Ce type de traitement peut permettre de former une ou plusieurs projections saillantes vers l’extérieur (vers le haut dans le cas illustré). Le marquage laser est réalisé en produisant des impulsions brèves qui sont suffisantes pour faire fondre en partie la couche superficielle sans pour autant retirer de la matière. Ce type de traitement est connu sous l’appellation « moussage >>.

Par cette technologie, la couche superficielle de la deuxième zone Z2 est convertie en une couche de moussage qui contient des bulles de gaz diffusant la lumière. En pratique, la deuxième zone Z2 peut présenter une excroissance car les petites bulles de gaz qui se forment dans le produit de la fusion augmentent son volume. De telles bulles de gaz maintenues enfermées reflètent la lumière de façon diffuse, ce qui correspond à une dégradation de la performance de réflexion par comparaison avec la déviation mieux orientée permise dans la première zone Z1. A titre d’exemple non limitatif, la couche de moussage formant la finition dans la deuxième zone Z2 peut présenter une épaisseur comprise entre 10 et 30 pm, de préférence entre 20 et 30 pm.

La deuxième zone Z2 peut être entièrement formée dans un plan, et éventuellement entourée au moins pour partie par une portion plane de la première zone Z1. Cette configuration peut faciliter l’opération de modification de surface, que ce soit par adjonction d’une couche plane dans une zone de support déjà plane ou par traitement laser.

Dans une variante de réalisation, la transformation physico-chimique peut conduire en surface à une carbonisation sur tout ou partie de la deuxième zone Z2.

Plus généralement, la texture de la deuxième zone Z2 est rendu moins homogène que la texture de la première zone Z1, de préférence sans enlèvement de matière par un traitement laser qui limite les dégradations. Une largeur d’impulsion de l’ordre de 4 ps, une fréquence de l’ordre de 20 Hz et une largeur de faisceau de l’ordre de 50 pm sont des exemples de paramètres qui conviennent pour éviter de retirer la matière d’une couche superficielle initialement métallisée et/ou polie dans la face réfléchissante 20.

Dans des variantes, une combinaison de l’ajout d’une couche et du traitement laser peut être utilisée, ces méthodes pouvant chacune contribuer à augmenter le niveau de la couche superficielle (augmentation de volume).

Un exemple de distribution lumineuse du faisceau sortant est illustré sur la figure 4. Le module optique 1, grâce au profil de l’élément de cache 3 dévie de façon adéquate le premier faisceau pour permettre de délimiter une coupure supérieure qui présente une délimitation coudée C2. Cette délimitation coudée C2 résulte d’une transition en pente 24 voisine du plan médian MP virtuel dans la face réfléchissante 20.

Dans une application de système projecteur ou phare de véhicule automobile, on comprend que la répartition lumineuse du faisceau montrée sur la figure 4 correspond typiquement à un faisceau à distribution lumineuse basse pour l’essentiel, compatible pour le croisement d’autres véhicules. Ce faisceau est en effet tel que la répartition ou distribution lumineuse correspondante RL est généralement en dessous du plan horizontal H-H, au moins du côté de circulation par rapport au plan médian vertical V-V.

Ici dans l’exemple non limitatif de la figure 4, ce côté de circulation se trouve à droite.

La délimitation de la deuxième zone Z2 est faite au préalable en correspondance avec une région cible ML de la distribution lumineuse RL afin de réduire localement l’intensité lumineuse dans la région cible ML. La deuxième zone Z2 peut être traversée par le plan MP ou s’étendre sur un côté en étant séparée de ce plan MP d’une certaine distance (inférieure à 10 mm dans le cas nullement limitatif illustré sur la figure 1), en étant formée du côté haut de la transition en pente 24.

La région cible particulière ML, illustrée sur la figure 4, correspond à une partie de la distribution lumineuse qui est à éclairement réduit par rapport à l’éclairement qui serait obtenu si la face réfléchissante 20 présentait une surface homogène comme dans la première zone Z1. La réduction peut être de l’ordre de 50% à 90% par exemple dans cette région à l’éclairage spécifiquement modifié. Bien entendu le contour de la région modifiée ML peut être directement ajusté en modifiant les dimensions du périmètre et la forme de la première zone Z1.

Dans l’exemple illustré, la délimitation de la deuxième zone Z2 est de forme rectangulaire, ce qui facilite en pratique le contrôle du traitement par laser dans les options où on produit une couche de moussage sélectivement pour constituer cette deuxième zone Z2.

Un des avantages du module optique 1 est de répartir la lumière de façon appropriée aux besoins, notamment pour des applications d’éclairage propres à un véhicule automobile. Il est permis de créer une zone à l’éclairement suffisamment réduit pour éviter de dépasser un certain seuil d’éclairement dans une zone proche de la coupure 50 qui peut être typiquement coudée. La surface réfléchissante 6 de l’élément réflecteur 13 peut présenter une réflectivité optimale, seule la face réfléchissante 20 d’un élément de cache 2 pouvant présenter très localement une réduction de réflectivité pour ce qui concerne des déviations suivant la direction générale du faisceau.

Il doit être évident pour les personnes versées dans l’art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l’éloigner du domaine d’application de l’invention comme revendiqué.

Ainsi, le format sensiblement rectangulaire de la deuxième zone Z2, tel qu’illustré sur les figures 1 et 2 à titre d’exemple, peut être remplacé par une forme alternative quelconque.

Claims

REVENDICATIONS

1. Module optique (1) pour dispositif d'éclairage et/ou de signalisation d'un véhicule, comprenant :

- un boîtier (B) pourvu d’une face de sortie (5),

- au moins une source lumineuse (21) dans le boîtier (B),

- une optique primaire (11) pour former un premier faisceau lumineux à partir d’un rayonnement de ladite source lumineuse (21), le premier faisceau étant orienté en direction de la face de sortie (5),

- une optique secondaire (8) pour mettre en forme un faisceau sortant du module (1), le faisceau sortant ayant une distribution lumineuse (RL),

- un élément de cache (2), placé entre l’optique primaire (11) et l’optique secondaire (8), associé à une face réfléchissante (20), l’ensemble formé par l’élément de cache (2) et la face réfléchissante (20) étant conçu et agencé pour dévier et diaphragmer le premier faisceau lumineux, ce grâce à quoi la distribution lumineuse (RL) présente au moins une coupure (50), la face réfléchissante (20) comprenant :

- une première zone (Z1) ayant une première propriété de surface afin de dévier une première partie du premier faisceau lumineux ;

- une deuxième zone (Z2), adjacente à ou entourée par la première zone (Z1), ayant une deuxième propriété de surface telle que la deuxième zone (Z2) est moins réfléchissante et/ou plus irrégulière que la première zone (Z1), une deuxième partie du premier faisceau étant dirigée vers la deuxième zone (Z2) ;

la deuxième zone (Z2) se différenciant de la première zone par la présence d’au moins une couche additionnelle et/ou d’au moins une projection saillante vers l’extérieur, la deuxième zone étant en correspondance avec une région cible (ML) de la distribution lumineuse (RL) afin de réduire localement l’intensité lumineuse dans la région cible (ML).
2. Module optique selon la revendication 1, dans lequel la deuxième zone (Z2) présente un marquage sélectif formé d’au moins une couche de matière.
3. Module optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la deuxième zone (Z2), présente un maximum de réflectivité inférieur ou égal à 70%, de préférence inférieur ou égal à 50%.
4. Module optique selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la deuxième zone (Z2) est plane.
5. Module optique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième zone (Z2) est plus rugueuse que la première zone (Z1).
6. Module optique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième zone (Z2) présente une réflectivité sensiblement constante.
7. Module optique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la deuxième zone (Z2) s’étend entre deux portions de bord opposées et présente une diminution progressive de la réflectivité en s’éloignant d’une des deux portions de bord.
8. Module optique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième zone (Z2) est délimitée par au moins un bord rectiligne adjacent à la première zone (Z1).
9. Module optique selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la deuxième zone (Z2) est délimitée de façon circulaire.
10. Module optique selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la deuxième zone (Z2) est délimitée d’un côté dit avant par un bord rectiligne qui est perpendiculaire à un axe optique (X) de l’optique secondaire (8) et qui coïncide avec un bord (2c) rectiligne de l’élément de cache (2).
11. Module optique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’optique secondaire comporte ou consiste en une lentille (8).
12. Module optique selon l’une quelconques des revendications précédentes, dans lequel l’élément de cache (2) définit ou supporte directement la face réfléchissante (20), de sorte que l’ensemble formé par l’élément de cache (2) et la face réfléchissante (20) est d’un seul tenant.
13. Module optique selon la revendication 12, dans lequel l’ensemble formé par l’élément de cache (2) et la face réfléchissante (20) est mince de façon à s’étendre essentiellement suivant les deux directions déterminées suivantes :

- une première direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal du module optique (1),

- une deuxième direction correspondant à une longueur de l’élément de cache (2) et perpendiculaire à la première direction.
14. Module optique selon la revendication 13, dans lequel la deuxième zone (Z2) s’étend dans un plan parallèle aux deux directions déterminées.
15. Module optique selon la revendication 13 ou 14, dans lequel la deuxième zone (Z2) est plus longue suivant la première direction et plus courte suivant la deuxième direction.
16. Module optique selon l’une quelconque des revendications précédentes, 5 dans lequel l’élément de cache (2) s’étend entre un premier bord (12) proximal par rapport à la source lumineuse (21) et un deuxième bord (2c) distal par rapport à la source lumineuse (21), de préférence parallèle au premier bord (12), la première zone (Z1) et la deuxième zone (Z2) étant chacune adjacente au deuxième bord (2c).
17. Module optique selon la revendication 16, dans lequel la face 10 réfléchissante (20) est apte à rediriger au-dessus du deuxième bord (12b) des rayons lumineux émis par la source lumineuse (21) en direction de l’élément de cache (2).
18. Module optique selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un élément de support (4), de préférence plan, qui s’étend intérieurement dans le boîtier (B) en ayant deux faces principales (10, 15) opposées et qui est agencé

15 pour supporter ladite source lumineuse (21) du côté d’une des deux faces principales (10) en regard d’une surface réfléchissante (6) de l’optique primaire (11), tandis qu’une source lumineuse (22) additionnelle est montée sur l’élément de support (4) du côté de l’autre face des deux faces principales (15).
19. Projecteur pour véhicule automobile, comprenant le module optique (1)
20 selon l’une quelconque des revendications précédentes.

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