FR3101391A1 - Optical system - Google Patents

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Abstract

Titre : Système optique pour module lumineux L’invention concerne un système optique de projection qui comprend :- un groupe optique d’entrée (10) avec une première lentille (11) et une deuxième lentille (12), recevant des rayons lumineux issus d’une source lumineuse (1) et les faisant converger ;- un groupe optique intermédiaire (20) comprenant une lentille (21), le groupe optique intermédiaire (20) recevant des rayons depuis le groupe optique d’entrée (10) pour les faire diverger;- un groupe optique de sortie (30) comprenant au moins une lentille (31), le groupe optique de sortie (30) recevant des rayons lumineux depuis le groupe optique intermédiaire (20) pour les faire converger. Figure pour l’abrégé : Fig. 1Title: Optical system for a light module The invention relates to a projection optical system which comprises: - an input optical group (10) with a first lens (11) and a second lens (12), receiving light rays coming from 'a light source (1) and making them converge; - an intermediate optical group (20) comprising a lens (21), the intermediate optical group (20) receiving rays from the input optical group (10) to make them diverge; - an output optical group (30) comprising at least one lens (31), the output optical group (30) receiving light rays from the intermediate optical group (20) to make them converge. Figure for the abstract: Fig. 1

Description

Système optiqueOptical system

La présente invention est relative notamment à un système optique de projection et à un module lumineux pour véhicule.The present invention relates in particular to an optical projection system and to a light module for a vehicle.

Une application préférée concerne l’industrie automobile, pour l’équipement de véhicules, en particulier pour la réalisation de dispositifs susceptibles d’émettre des faisceaux lumineux, encore appelés fonctions d’éclairage et/ou de signalisation, répondant en général à des réglementations. Par exemple, l’invention peut permettre la production d’un faisceau lumineux de type segmenté, notamment pour la participation à des fonctions d’éclairage à l’avant d’un véhicule et/ou éventuellement une signalisation.A preferred application concerns the automotive industry, for vehicle equipment, in particular for the production of devices capable of emitting light beams, also called lighting and/or signaling functions, generally complying with regulations. For example, the invention can allow the production of a light beam of the segmented type, in particular for participation in lighting functions at the front of a vehicle and/or possibly signalling.

L’invention peut notamment permettre de générer un faisceau de complément route (associé avec un faisceau de base totalement ou pour le moins majoritairement projeté en dessous d’une ligne horizontale de coupure du type utilisé pour la fonction de feu de croisement, le faisceau de complément route s’additionnant au faisceau de base de sorte à le compléter au-dessus de la ligne de coupure) ; avantageusement, ce faisceau de complément route est adaptatif pour allumer ou éteindre certaines parties du faisceau global projeté, par exemple pour des fonctions anti éblouissement. L’invention peut aussi s’appliquer à des fonctionnalités d’écritures sur route, ou encore à des projections lumineuses de scénarios de bienvenue pour lesquelles un éclairage est généré en particulier lorsque l’utilisateur est à l’approche de son véhicule.The invention can in particular make it possible to generate an additional main beam (associated with a base beam totally or at least mainly projected below a horizontal cut-off line of the type used for the dipped beam function, the road complement adding to the base beam so as to complete it above the cut-off line); advantageously, this additional main beam is adaptive to switch on or off certain parts of the overall projected beam, for example for anti-dazzle functions. The invention can also be applied to writing functionalities on the road, or even to light projections of welcome scenarios for which lighting is generated in particular when the user is approaching his vehicle.

Dans le secteur de l’automobile, on connait des dispositifs susceptibles d’émettre des faisceaux lumineux, encore appelés fonctions d’éclairage et/ou de signalisation, répondant en général à des réglementations.In the automobile sector, devices capable of emitting light beams, also called lighting and/or signaling functions, are known, generally complying with regulations.

Récemment, on a développé des technologies permettant de produire un faisceau segmenté, aussi appelé pixélisé, pour réaliser des fonctions d’éclairage avancées. C’est notamment le cas pour une fonction d’éclairage de type « complément route » généralement basée sur une pluralité d’unités d’illumination comportant chacune une diode électroluminescente, ces diodes peuvant être pilotées individuellement.Recently, technologies have been developed to produce a segmented beam, also called pixelated, to perform advanced lighting functions. This is particularly the case for a lighting function of the "highway complement" type generally based on a plurality of lighting units each comprising a light-emitting diode, these diodes being able to be controlled individually.

Le faisceau, résultant des différents segments de faisceau issus des diodes, est projeté au moyen d’un système optique de projection comprenant généralement une ou plusieurs lentilles. Par exemple, on peut produire un faisceau de complément route, associé avec un faisceau de base totalement ou pour le moins majoritairement projeté en dessous d’une ligne horizontale de coupure du type utilisé pour la fonction de feu de croisement, le faisceau de complément route s’additionnant au faisceau de base de sorte à le compléter au-dessus de la ligne de coupure ; avantageusement, ce faisceau de complément route est adaptatif pour allumer ou éteindre certaines parties du faisceau global projeté, par exemple pour des fonctions anti éblouissement. L’acronyme ADB (pour Adaptative Driving Beam signifiant faisceau de route adaptatif) est utilisé pour ce type de fonction.The beam, resulting from the different beam segments from the diodes, is projected by means of a projection optical system generally comprising one or more lenses. For example, an additional driving beam can be produced, associated with a base beam totally or at least mainly projected below a horizontal cut-off line of the type used for the dipped headlight function, the additional driving beam adding to the basic beam so as to complete it above the cut-off line; advantageously, this additional main beam is adaptive to switch on or off certain parts of the overall projected beam, for example for anti-dazzle functions. The acronym ADB (for Adaptive Driving Beam) is used for this type of function.

On notera que l’invention ne se limite aucunement aux faisceaux du type ADB mentionnés ci-dessus mais trouve une application dans la projection de tous faisceaux présentant une segmentation dont on souhaite une imagerie de préférence suffisamment précise tout en gardant une grande ouverture. Il peut s’agir de faisceaux présentant plus ou moins de segments, pouvant être disposés en tout ou partie au-dessus d’une ligne de coupure ou en dessous. Certaines fonctionnalités notamment d’adaptation dynamique de directions de faisceaux en cas de virages, par exemple la fonction connue sous l’acronyme DBL (Dynamic Bending Light, pour éclairage dynamique en courbe).It will be noted that the invention is in no way limited to the beams of the ADB type mentioned above but finds an application in the projection of all beams having a segmentation for which imaging is preferably sufficiently precise while keeping a large aperture. These may be beams with more or less segments, which may be arranged in whole or in part above a cut line or below. Certain functionalities, in particular dynamic adaptation of beam directions in the event of bends, for example the function known by the acronym DBL (Dynamic Bending Light, for dynamic lighting in curves).

Dans la présente description, on appelle faisceau segmenté, un faisceau dont la projection forme une image composée de segments de faisceau, chaque segment pouvant être allumé de manière indépendante. On peut employer une source de lumière pixélisée pour former ces segments. Une telle source comprend une pluralité de zones émissives activables sélectivement.In the present description, the term segmented beam refers to a beam whose projection forms an image composed of beam segments, each segment being able to be lit independently. A pixelated light source can be used to form these segments. Such a source comprises a plurality of selectively activatable emissive zones.

Pour des raisons de prix de revient et d’encombrement, il convient d’optimiser les systèmes optiques pour des implémentations automobiles ; cependant, les applications pointues telles que la réalisation d’un faisceau ADB imposent de disposer d’une netteté suffisante, en particulier pour bien isoler les segments du faisceau à éteindre, de sorte à réaliser une mise en forme précise de la zone sombre sans toutefois pénaliser l’illumination générale, qui exige elle-même une grande ouverture numérique.For reasons of cost price and size, optical systems should be optimized for automotive implementations; however, specialized applications such as the production of an ADB beam require sufficient sharpness, in particular to properly isolate the segments of the beam to be extinguished, so as to achieve precise shaping of the dark zone without however penalize the general illumination, which itself requires a large numerical aperture.

Un objet de la présente invention est donc de proposer un système optique qui réalise un compromis entre la complexité et l’efficacité optique, en particulier en termes d’ouverture et de netteté, du système optique.An object of the present invention is therefore to provide an optical system which achieves a compromise between the complexity and the optical efficiency, in particular in terms of aperture and sharpness, of the optical system.

Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.The other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from a review of the following description and the accompanying drawings. It is understood that other benefits may be incorporated.

RÉSUMÉSUMMARY

Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un système optique de projection, notamment pour module lumineux de véhicule, comprenant :
- un groupe optique d’entrée comprenant au moins une première lentille et une deuxième lentille, le groupe optique d’entrée étant apte à recevoir des rayons lumineux issus d’une source lumineuse et à les faire converger ;
- un groupe optique intermédiaire comprenant au moins une lentille, le groupe optique intermédiaire recevant des rayons lumineux depuis le groupe optique d’entrée et étant configuré pour les faire diverger;
- un groupe optique de sortie comprenant au moins une lentille, le groupe optique de sortie recevant des rayons lumineux depuis le groupe optique intermédiaire et étant configuré pour les faire converger.
To achieve this objective, according to one embodiment, an optical projection system is provided, in particular for a vehicle light module, comprising:
- an optical input group comprising at least a first lens and a second lens, the optical input group being adapted to receive light rays from a light source and to make them converge;
- an intermediate optical group comprising at least one lens, the intermediate optical group receiving light rays from the input optical group and being configured to make them diverge;
- an output optical group comprising at least one lens, the output optical group receiving light rays from the intermediate optical group and being configured to make them converge.

Grâce à cette disposition, la lumière émise par la source est successivement traitée par les trois groupes optiques de l’invention. L’enchaînement d’un groupe convergent, d’un groupe divergent et d’un groupe convergent tel que proposé assure une haute définition sans pour autant rendre nécessaire la multiplication des lentilles. En particulier, l’invention peut se limiter à quatre ou cinq lentilles pour l’ensemble des groupes considérés. Avantageusement, il n’y a pas besoin de lentille de projection supplémentaire.Thanks to this arrangement, the light emitted by the source is successively processed by the three optical groups of the invention. The sequence of a convergent group, a divergent group and a convergent group as proposed ensures high definition without making it necessary to multiply the lenses. In particular, the invention may be limited to four or five lenses for all the groups considered. Advantageously, there is no need for an additional projection lens.

Par rapport à un triplet, système optique typiquement utilisé, la présence de plusieurs lentilles, et de préférence de deux lentilles, dans le groupe d’entrée assure un accroissement de l’ouverture numérique du système optique de projection.Compared to a triplet optical system typically used, the presence of several lenses, and preferably two lenses, in the input group ensures an increase in the numerical aperture of the projection optical system.

Dans un mode de réalisation préféré, le groupe optique de sortie présente également plusieurs lentilles, et en particulier deux, de sorte que la netteté est augmentée, pour obtenir une meilleure résolution.In a preferred embodiment, the output optical group also has several lenses, and in particular two, so that the sharpness is increased, to obtain a better resolution.

De manière avantageuse, le champ angulaire de projection peut être supérieur à 30°, ce qui est particulièrement bien adapté à la réalisation de faisceau de type ADB.Advantageously, the angular field of projection can be greater than 30°, which is particularly well suited to producing an ADB type beam.

De façon préférée, on n’utilise que des composants sphériques ce qui assure un coût de fabrication réduit. On peut aussi espacer les lentilles par des lames d’air de sorte que des collages de lentilles ne sont pas nécessaires.Preferably, only spherical components are used, which ensures a reduced manufacturing cost. It is also possible to space the lenses by air gaps so that lens bonding is not necessary.

Un autre aspect est relatif à un module lumineux, notamment pour véhicule automobile, comprenant le système optique, et une source de lumière pixélisée comprenant une pluralité de zones émissives activables sélectivement. Le module lumineux est avantageusement configuré pour produire ou participer à produire un faisceau ADB.Another aspect relates to a light module, in particular for a motor vehicle, comprising the optical system, and a pixelated light source comprising a plurality of selectively activatable emissive zones. The light module is advantageously configured to produce or participate in producing an ADB beam.

Un autre aspect concerne un véhicule équipé d’au moins un module selon la présente invention.Another aspect relates to a vehicle equipped with at least one module according to the present invention.

Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :The aims, objects, as well as the characteristics and advantages of the invention will emerge better from the detailed description of an embodiment of the latter which is illustrated by the following accompanying drawings in which:

La figure 1 représente une vue schématique d’un module dans un premier mode de réalisation indicatif. Figure 1 shows a schematic view of a module in a first indicative embodiment.

La figure 2 représente une vue schématique d’un module dans un deuxième mode de réalisation indicatif. Figure 2 shows a schematic view of a module in a second indicative embodiment.

Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques.The drawings are given by way of examples and do not limit the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate understanding of the invention and are not necessarily scaled to practical applications.

Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées à des caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre exemplaire et non limitatif.Unless specifically indicated otherwise, technical characteristics described in detail for a given embodiment may be combined with technical characteristics described in the context of other embodiments described by way of example and not limitation.

On introduit ici des options que l’on peut mettre en œuvre, soit séparément, soit selon toute combinaison envisageable :
- la distance séparant le dioptre de sortie du groupe optique d’entrée 10 et le dioptre d’entrée du groupe optique intermédiaire 20, mesurée au niveau du bord desdits dioptres, est inférieure ou égale à 3 mm ;
- la distance séparant le dioptre de sortie du groupe optique intermédiaire 20 et le dioptre d’entrée du groupe optique de sortie 30, mesurée au niveau du bord desdits dioptres, est inférieure ou égale à 3 mm ;
- le groupe optique d’entrée 10, le groupe optique intermédiaire 20 et le groupe optique de sortie 30 sont configurés pour que le système soit plus ouvert numériquement que F/0.9, et de préférence plus ouvert que F/0.75 ;
- toutes les lentilles au moins du groupe optique d’entrée 10 et du groupe optique de sortie 20 sont formées en verre optique avec un indice de réfraction supérieur ou égal à 1,7 ;
- toutes les lentilles du groupe optique d’entrée 10, du groupe optique intermédiaire 20 et du groupe optique de sortie 30 présentent un ratio « épaisseur au centre de lentille/diamètre utile de lentille » qui ne dépasse pas 1/4 soit 0,25, ce qui signifie que le diamètre utile et au moins quatre fois supérieur à l’épaisseur au centre ; la surface utile est la partie de la lentille dans laquelle passe la totalité des rayons contribuant à la performance du système. Dans le cas présent, c'est typiquement un cercle, parce que tout est avantageusement à symétrie de révolution ; ce diamètre utile est généralement différent du diamètre mécanique : on laisse typiquement, autour du diamètre utile, une largeur de quelques millimètres pour tenir la lentille ou faciliter la fabrication ; la valeur exacte du diamètre mécanique n'a pas d'importance d'un point de vue optique.
- le groupe optique intermédiaire 20 comprend une lentille 21 unique ;
- la lentille 21 unique est bi-concave ;
- le groupe optique de sortie 30 consiste en une première lentille 31 et une deuxième lentille 32 ;
- le groupe optique d’entrée 10 consiste en la première lentille 11 et la deuxième lentille 12 ;
- toutes les lentilles du groupe optique d’entrée 10, du groupe optique intermédiaire 20 et du groupe optique de sortie 30 sont successivement espacées par une lame d’air ;
- la distance minimale séparant la source de lumière 1 et le dioptre d’entrée du groupe optique d’entrée 10 est supérieure ou égale à 5 mm.
- la face d’entrée de la première lentille du groupe d’entrée est plane ou concave ; une surface concave permet d’accroître la résolution ;
- la deuxième lentille le groupe d’entrée est de préférence de forme biconvexe ;
- la face d’entrée de la première lentille du groupe de sortie est plane ou concave ;
- la face d’entrée de la deuxième lentille du groupe de sortie est plane ou convexe ;
- au moins une partie des surfaces optiques est couverte par un revêtement antireflet ;
- la source lumineuse est centrée sur l’axe optique du système optique ;
- au moins une partie des surfaces optiques peut-être microstructurée (présence de motifs en relief, dont l’échelle dimensionnelle est micrométrique ou nanométrique) ;
- le système optique est inclus dans un boîtier dont la surface intérieure a une texture diffusive noire ;
- tous les dioptres de toutes les lentilles du groupe optique d’entrée, du groupe optique intermédiaire et du groupe optique de sortie sont sphériques.
Here we introduce options that can be implemented, either separately or in any possible combination:
- the distance separating the exit diopter of the optical input group 10 and the entry diopter of the intermediate optical group 20, measured at the level of the edge of said diopters, is less than or equal to 3 mm;
- the distance separating the output diopter of the intermediate optical group 20 and the input diopter of the output optical group 30, measured at the level of the edge of said diopters, is less than or equal to 3 mm;
- the optical input group 10, the intermediate optical group 20 and the optical output group 30 are configured so that the system is more open numerically than F/0.9, and preferably more open than F/0.75;
- all the lenses at least of the optical input group 10 and of the optical output group 20 are made of optical glass with a refractive index greater than or equal to 1.7;
- all the lenses of the input optical group 10, of the intermediate optical group 20 and of the output optical group 30 have a ratio "thickness at the center of the lens / useful diameter of the lens" which does not exceed 1/4 or 0.25 , which means that the useful diameter is at least four times greater than the thickness at the center; the useful surface is the part of the lens in which all the rays contributing to the performance of the system pass. In the present case, it is typically a circle, because everything is advantageously rotationally symmetrical; this useful diameter is generally different from the mechanical diameter: a width of a few millimeters is typically left around the useful diameter to hold the lens or facilitate manufacture; the exact value of the mechanical diameter does not matter from an optical point of view.
- The intermediate optical group 20 comprises a single lens 21;
- The single lens 21 is bi-concave;
- the optical output group 30 consists of a first lens 31 and a second lens 32;
- the optical input group 10 consists of the first lens 11 and the second lens 12;
- All the lenses of the optical input group 10, of the intermediate optical group 20 and of the optical output group 30 are successively spaced by an air gap;
- the minimum distance separating the light source 1 and the input dioptre of the input optical group 10 is greater than or equal to 5 mm.
- the entry face of the first lens of the entry group is flat or concave; a concave surface increases the resolution;
- the second lens the input group is preferably of biconvex shape;
- the entry face of the first lens of the exit group is flat or concave;
- the input face of the second lens of the output group is flat or convex;
- at least a part of the optical surfaces is covered by an antireflection coating;
- the light source is centered on the optical axis of the optical system;
- At least part of the optical surfaces may be microstructured (presence of relief patterns, the dimensional scale of which is micrometric or nanometric);
- the optical system is included in a housing whose inner surface has a black diffusive texture;
- all the dioptres of all the lenses of the input optical group, of the intermediate optical group and of the output optical group are spherical.

Les projecteurs de véhicule automobile sont souvent munis d’un ou de plusieurs modules lumineux agencés dans un boîtier fermé par une glace de manière à obtenir un ou plusieurs faisceaux d’éclairage et/ou de signalisation à la sortie du projecteur. De façon simplifiée, un module lumineux du boîtier comprend notamment une source de lumière qui émet un faisceau lumineux, un système optique comportant une ou plusieurs lentilles et, dans certains cas, un élément optique, par exemple un réflecteur, pour orienter les rayons lumineux issus des sources lumineuses, afin de former le faisceau lumineux de sortie du module optique. La situation est identique pour les feux arrière.Motor vehicle headlamps are often provided with one or more light modules arranged in a housing closed by a glass so as to obtain one or more lighting and/or signaling beams at the exit of the headlamp. In a simplified way, a light module of the housing comprises in particular a light source which emits a light beam, an optical system comprising one or more lenses and, in certain cases, an optical element, for example a reflector, to direct the light rays coming from light sources, in order to form the output light beam of the optical module. The situation is the same for the rear lights.

L’invention peut participer à une fonction faisceau de route qui sert à éclairer sur une large étendue la scène face au véhicule, mais également sur une distance conséquente, typiquement environ deux cents mètres. Ce faisceau lumineux, de par sa fonction d’éclairage, se situe principalement au-dessus de la ligne d’horizon. Il peut présenter un axe optique d’éclairement légèrement ascendant par exemple. Notamment, il peut servir à générer une fonction d’éclairage du type « complément route » qui forme une portion d’un feu de route complémentaire à celle produite par un faisceau de champ proche, le complément route cherchant en totalité ou au moins majoritairement à éclairer au-dessus de la ligne d’horizon alors que le faisceau de champ proche (qui peut présenter les spécificités d’un feu de croisement) cherche à éclairer en totalité ou au moins majoritairement en dessous de la ligne d’horizon.The invention can take part in a main beam function which is used to illuminate the scene facing the vehicle over a wide area, but also over a substantial distance, typically about two hundred meters. This light beam, due to its lighting function, is located mainly above the horizon line. It may have a slightly upward illumination optical axis, for example. In particular, it can be used to generate a lighting function of the "highway complement" type which forms a portion of a main beam complementary to that produced by a near-field beam, the main beam seeking in whole or at least mainly to illuminate above the horizon line while the near field beam (which may have the specificities of a dipped beam) seeks to illuminate entirely or at least mainly below the horizon line.

Le dispositif peut aussi servir à former d’autres fonctions d’éclairage via ou en dehors de celles décrites précédemment en relation aux faisceaux adaptatifs. Notamment, une fonction d’écriture au sol, en particulier à l’avant du véhicule est une autre utilisation potentielle. Tout autre type de faisceau et toute autre fonction d’éclairage ou de signalisation peuvent être concernées par le module de l’invention.The device can also be used to form other lighting functions via or apart from those described previously in relation to the adaptive beams. Notably, a writing function on the ground, especially at the front of the vehicle is another potential use. Any other type of beam and any other lighting or signaling function may be affected by the module of the invention.

Le module de l’invention incorpore pour le moins une source lumineuse 1 permettant de générer un faisceau de type segmenté à projeter via le système optique.The module of the invention incorporates at least one light source 1 making it possible to generate a segmented type beam to be projected via the optical system.

Comme le schématise la figure 1, le module lumineux selon l’invention peut successivement comprendre une source lumineuse 1 et un système optique comprenant, et de préférence consistant en, trois groupes de lentilles, à savoir un groupe optique d’entrée 10, un groupe optique intermédiaire 20 et un groupe optique de sortie 30. Des rayons 2 émis par la source 1 sont traités par le système optique de sorte à produire des rayons projetés 4. L’ensemble du système optique peut être organisé suivant un axe optique 3, et la source 1 est de préférence centrée sur ce dernier.As shown schematically in FIG. 1, the light module according to the invention may successively comprise a light source 1 and an optical system comprising, and preferably consisting of, three groups of lenses, namely an input optical group 10, an optical group intermediate optics 20 and an output optical group 30. Rays 2 emitted by source 1 are processed by the optical system so as to produce projected rays 4. The entire optical system can be organized along an optical axis 3, and source 1 is preferably centered on the latter.

La source de lumière 1 peut notamment être conçue sous la forme d’une matrice d’éléments émissifs dans l’activation peut être pilotée de manière individuelle, pour éteindre ou allumer l’un quelconque des éléments émissifs. On fait ainsi varier, avec une très large flexibilité, la forme du faisceau résultant. À titre purement illustratif, on peut mettre en œuvre une matrice de neuf éléments émissifs, formant neuf pixels, arrangés en trois lignes et trois colonnes.The light source 1 can in particular be designed in the form of a matrix of emissive elements in the activation can be driven individually, to turn off or turn on any of the emissive elements. The shape of the resulting beam is thus varied with a very wide flexibility. For purely illustrative purposes, it is possible to implement a matrix of nine emissive elements, forming nine pixels, arranged in three rows and three columns.

De façon connue en soi, la présente invention peut utiliser des sources lumineuses du type diodes électroluminescentes encore communément appelées LEDs. Il peut éventuellement s’agir de LED(s) organique(s). Notamment, ces LEDs peuvent être dotées d’au moins une puce utilisant la technologie des semi-conducteurs et apte à émettre une lumière. Par ailleurs, le terme source lumineuse s’entend ici d’un ensemble d’au moins une source élémentaire telle une LED apte à produire un flux conduisant à générer en sortie du module de l’invention au moins un faisceau lumineux. Dans un mode avantageux, la face de sortie de la source est de section rectangulaire, ce qui est typique pour des puces à LEDs.In a manner known per se, the present invention can use light sources of the light-emitting diode type also commonly called LEDs. It may possibly be organic LED(s). In particular, these LEDs can be equipped with at least one chip using semiconductor technology and capable of emitting light. Furthermore, the term light source here means a set of at least one elementary source such as an LED capable of producing a flux leading to the generation at the output of the module of the invention at least one light beam. In an advantageous mode, the output face of the source is of rectangular section, which is typical for LED chips.

De préférence, la source électroluminescente comprend au moins une matrice d’éléments électroluminescents monolithique, aussi appelée matrice monolithique. Dans une matrice monolithique, les éléments électroluminescents sont crûs depuis un substrat commun et sont connectés électriquement de manière à être activables sélectivement, individuellement ou par sous-ensemble d’éléments électroluminescents. Le substrat peut être majoritairement en matériau semi-conducteur. Le substrat peut comporter un ou plusieurs autres matériaux, par exemple non semi-conducteurs. Ainsi chaque élément électroluminescent ou groupe d’éléments électroluminescents peut former un pixel lumineux et peut émettre de la lumière lorsque son ou leur matériau est alimenté en électricité. La configuration d’une telle matrice monolithique permet l’agencement de pixels activables sélectivement très proches les uns des autres, par rapport aux diodes électroluminescentes classiques destinées à être soudés sur des plaques de circuits imprimés. La matrice monolithique au sens de l’invention comporte des éléments électroluminescents dont une dimension principale d’allongement, à savoir la hauteur, est sensiblement perpendiculaire à un substrat commun, cette hauteur étant au plus égale au micromètre.Preferably, the light-emitting source comprises at least one matrix of monolithic light-emitting elements, also called monolithic matrix. In a monolithic matrix, the light-emitting elements are grown from a common substrate and are electrically connected so as to be selectively activatable, individually or by subset of light-emitting elements. The substrate may mainly be made of semiconductor material. The substrate may comprise one or more other materials, for example non-semiconductors. Thus each electroluminescent element or group of electroluminescent elements can form a luminous pixel and can emit light when its or their material is supplied with electricity. The configuration of such a monolithic matrix allows the arrangement of selectively activatable pixels very close to each other, compared to conventional light-emitting diodes intended to be soldered on printed circuit boards. The monolithic matrix within the meaning of the invention comprises light-emitting elements of which a main dimension of elongation, namely the height, is substantially perpendicular to a common substrate, this height being at most equal to one micrometer.

Avantageusement, la ou les matrices monolithiques aptes à émettre des rayons lumineux peuvent être couplées à une unité de contrôle de l’émission lumineuse de la source pixélisée. L’unité de contrôle peut ainsi commander (on peut également dire piloter) la génération et/ou la projection d’un faisceau lumineux pixélisé par le dispositif lumineux. L’unité de contrôle peut être intégrée au dispositif lumineux. L’unité de contrôle peut être montée sur une ou plusieurs des matrices, l’ensemble formant ainsi un module lumineux. L’unité de contrôle peut comporter une unité centrale de traitement couplée avec une mémoire sur laquelle est stockée un programme d’ordinateur qui comprend des instructions permettant au processeur de réaliser des étapes générant des signaux permettant le contrôle de la source lumineuse. L’unité de contrôle peut ainsi par exemple contrôler individuellement l’émission lumineuse de chaque pixel d’une matrice. En outre, la luminance obtenue par la pluralité d’éléments électroluminescents est d’au moins 60Cd/mm2, de préférence d’au moins 80Cd/mm2.Advantageously, the monolithic matrix(es) capable of emitting light rays can be coupled to a light emission control unit of the pixelated source. The control unit can thus control (we can also say drive) the generation and/or the projection of a pixelated light beam by the light device. The control unit can be integrated into the lighting device. The control unit can be mounted on one or more of the matrices, the assembly thus forming a light module. The control unit may comprise a central processing unit coupled with a memory on which is stored a computer program which includes instructions allowing the processor to carry out steps generating signals allowing control of the light source. The control unit can thus, for example, individually control the light emission of each pixel of a matrix. Further, the luminance obtained by the plurality of light emitting elements is at least 60Cd/mm2, preferably at least 80Cd/mm2.

L’unité de contrôle peut former un dispositif électronique apte à commander les éléments électroluminescents. L’unité de contrôle peut être un circuit intégré. Un circuit intégré, encore appelé puce électronique, est un composant électronique reproduisant une ou plusieurs fonctions électroniques et pouvant intégrer plusieurs types de composants électroniques de base, par exemple dans un volume réduit (i.e. sur une petite plaque). Cela rend le circuit facile à mettre en œuvre. Le circuit intégré peut être par exemple un ASIC ou un ASSP. Un ASIC (acronyme de l'anglais « Application-Specific Integrated Circuit ») est un circuit intégré développé pour au moins une application spécifique (c'est-à-dire pour un client). Un ASIC est donc un circuit intégré (micro-électronique) spécialisé. En général, il regroupe un grand nombre de fonctionnalités uniques ou sur mesure. Un ASSP (acronyme de l’anglais « Application Specific Standard Product ») est un circuit électronique intégré (micro-électronique) regroupant un grand nombre de fonctionnalités pour satisfaire à une application généralement standardisée. Un ASIC est conçu pour un besoin plus particulier (spécifique) qu'un ASSP. L’alimentation en électricité des matrices monolithiques est réalisée via le dispositif électronique, lui-même alimenté en électricité à l’aide par exemple d’au moins connecteur le reliant à une source d’électricité. La source d’électricité peut être interne ou externe au dispositif selon l’invention. Le dispositif électronique alimente la source lumineuse en électricité. Le dispositif électronique est ainsi apte à commander la source lumineuse.The control unit can form an electronic device capable of controlling the light-emitting elements. The control unit may be an integrated circuit. An integrated circuit, also called an electronic chip, is an electronic component reproducing one or more electronic functions and able to integrate several types of basic electronic components, for example in a small volume (i.e. on a small plate). This makes the circuit easy to implement. The integrated circuit may for example be an ASIC or an ASSP. An ASIC (acronym for “Application-Specific Integrated Circuit”) is an integrated circuit developed for at least one specific application (that is to say for a customer). An ASIC is therefore a specialized integrated circuit (microelectronics). In general, it bundles a large number of unique or tailor-made features. An ASSP (acronym for “Application Specific Standard Product”) is an integrated electronic circuit (microelectronics) grouping together a large number of functions to satisfy a generally standardized application. An ASIC is designed for a more particular (specific) need than an ASSP. The monolithic matrices are supplied with electricity via the electronic device, itself supplied with electricity using, for example, at least one connector connecting it to a source of electricity. The source of electricity can be internal or external to the device according to the invention. The electronic device supplies the light source with electricity. The electronic device is thus able to control the light source.

Selon l’invention, la source de lumière comprend de préférence au moins une matrice monolithique dont les éléments électroluminescents s’étendent en saillie d’un substrat commun à partir duquel ils ont crû respectivement. Différents agencements d’éléments électroluminescents peuvent répondre à cette définition de matrice monolithique, dès lors que les éléments électroluminescents présentent l’une de leurs dimensions principales d’allongement sensiblement perpendiculaire à un substrat commun et que l’écartement entre les pixels, formés par un ou plusieurs éléments électroluminescents regroupés ensemble électriquement, est faible en comparaison des écartements imposés dans des agencements connus de chips carrés plates soudés sur une carte de circuits imprimés.According to the invention, the light source preferably comprises at least one monolithic matrix whose light-emitting elements extend projecting from a common substrate from which they have respectively grown. Different arrangements of light-emitting elements can meet this definition of monolithic matrix, provided that the light-emitting elements have one of their main dimensions of elongation substantially perpendicular to a common substrate and that the spacing between the pixels, formed by a or several light-emitting elements grouped together electrically, is small in comparison with the spacings imposed in known arrangements of flat square chips soldered on a printed circuit board.

Notamment la source de lumière selon un aspect de l’invention peut comporter une pluralité d’éléments électroluminescents distincts des autres et que l’on fait croitre individuellement depuis le substrat, en étant connectés électriquement pour être activables sélectivement, le cas échéant par sous-ensembles au sein desquels des bâtonnets peuvent être activés simultanément.In particular, the light source according to one aspect of the invention may comprise a plurality of light-emitting elements distinct from the others and which are grown individually from the substrate, being electrically connected to be selectively activatable, if necessary by sub- sets in which rods can be activated simultaneously.

Selon un mode de réalisation non représenté, la matrice monolithique comprend une pluralité d’éléments électroluminescents, de dimensions submillimétriques, qui sont agencés en saillie d’un substrat de manière à former des bâtonnets de section hexagonale. Les bâtonnets électroluminescents s’étendent parallèlement à l'axe optique du module lumineux quand la source de lumière est en position dans le boîtier.According to an embodiment not shown, the monolithic matrix comprises a plurality of light-emitting elements, of sub-millimeter dimensions, which are arranged projecting from a substrate so as to form rods of hexagonal section. The light-emitting rods extend parallel to the optical axis of the light module when the light source is in position in the housing.

Ces bâtonnets électroluminescents sont regroupés, notamment par des connexions électriques propres à chaque ensemble, en une pluralité de portions activables sélectivement. Les bâtonnets électroluminescents prennent naissance sur une première face d’un substrat. 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 (AlInGaP). Chaque bâtonnet électroluminescent s’étend selon un axe d’allongement définissant sa hauteur, la base de chaque bâtonnet étant disposée dans un plan de la face supérieure du substrat.These light-emitting rods are grouped together, in particular by electrical connections specific to each set, in a plurality of portions which can be selectively activated. The light-emitting rods originate on a first face of a substrate. Each electroluminescent rod, here formed by using gallium nitride (GaN), extends perpendicularly, or substantially perpendicularly, projecting from the substrate, here made from silicon, other materials such as silicon carbide being able to be used without depart from the context of the invention. By way of example, the light-emitting rods could be made from an alloy of aluminum nitride and gallium nitride (AlGaN), or from an alloy of aluminum phosphides, indium and gallium (AlInGaP). Each electroluminescent rod extends along an axis of elongation defining its height, the base of each rod being arranged in a plane of the upper face of the substrate.

Les bâtonnets électroluminescents d’une même matrice monolithique présentent avantageusement la même forme et les mêmes dimensions. Ils sont chacun délimités par une face terminale et par une paroi circonférentielle 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, étant entendu que des rayons lumineux peuvent sortir également de la face terminale. Il 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 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 hauteur d’un bâtonnet peut être comprise entre 2 et 10 µm, préférentiellement 8 µm; la plus grande dimension de la face terminale d’un bâtonnet est inférieure à 2 µm, préférentiellement inférieure ou égale à 1 µm.The light-emitting rods of the same monolithic matrix advantageously have the same shape and the same dimensions. They are each delimited by an end face and by a circumferential wall which extends along the axis of elongation of the rod. When the light-emitting rods are doped and subjected to biasing, the resulting light at the output of the semiconductor source is emitted essentially from the circumferential wall, it being understood that light rays can also come out from the face terminal. As a result, each light-emitting rod acts as a single light-emitting diode and the luminance of this source is improved on the one hand by the density of the light-emitting rods present and on the other hand by the size of the illuminating surface defined by the circumferential wall. and which therefore extends over the entire circumference, and the entire height, of the rod. The height of a rod can be between 2 and 10 μm, preferably 8 μm; the largest dimension of the end face of a rod is less than 2 μm, preferably less than or equal to 1 μm.

On comprend que, lors de la formation des bâtonnets électroluminescents, la hauteur peut être modifiée d’une zone de la source de lumière à l’autre, de manière à accroitre 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 peut également varier d’une matrice monolithique à l’autre, notamment sur la section des bâtonnets et sur la forme de la face terminale. Les bâtonnets présentent une forme générale cylindrique, et ils peuvent notamment 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.It is understood that, during the formation of the light-emitting rods, the height can be modified from one zone of the light source to another, so as to increase the luminance of the corresponding zone when the average height of the rods constituting it is increased. Thus, a group of light-emitting rods can have a height, or heights, different from another group of light-emitting rods, these two groups being constitutive of the same semiconductor light source comprising light-emitting rods of sub-millimeter dimensions. The shape of the light-emitting rods can also vary from one monolithic matrix to another, in particular on the section of the rods and on the shape of the terminal face. The rods have a generally cylindrical shape, and they may in particular have a polygonal section shape, and more particularly hexagonal. It is understood that it is important for light to be able to be emitted through the circumferential wall, whether the latter has a polygonal or circular shape.

Par ailleurs, la face terminale peut présenter une forme sensiblement plane et perpendiculaire à la paroi circonférentielle, de sorte qu’elle s’étend sensiblement parallèlement à la face supérieure du substrat, 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.Furthermore, the end face may have a substantially planar shape perpendicular to the circumferential wall, so that it extends substantially parallel to the upper face of the substrate, or it may have a rounded or pointed shape at its center. , so as to multiply the directions of emission of the light emerging from this end face.

Les bâtonnets électroluminescents sont agencés en matrice à deux dimensions. Cet agencement pourrait être tel que les bâtonnets soient agencés en quinconce. De manière générale, les bâtonnets sont disposés à intervalles réguliers sur le substrat 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 µm, préférentiellement compris entre 3 µm et 10 µm, afin que la lumière émise par la paroi circonférentielle de chaque bâtonnet puisse sortir de la matrice de bâtonnets électroluminescents. Par ailleurs, on prévoit que ces distances de séparation, mesurées entre deux axes d’allongement de bâtonnets adjacents, ne soient pas supérieures à 100 µm.The light-emitting rods are arranged in a two-dimensional array. This arrangement could be such that the sticks are staggered. In general, the rods are arranged at regular intervals on the substrate and the separation distance of two immediately adjacent electroluminescent rods, in each of the dimensions of the matrix, must be at least equal to 2 μm, preferably between 3 μm and 10 µm, so that the light emitted from the circumferential wall of each rod can exit the array of light-emitting rods. Furthermore, it is expected that these separation distances, measured between two axes of elongation of adjacent rods, are not greater than 100 μm.

Selon un autre mode de réalisation non représenté, la matrice monolithique peut comporter des éléments électroluminescents formés par des couches d’éléments électroluminescents épitaxiées, notamment une première couche en GaN dopée n et une seconde couche en GaN dopée p, sur un substrat unique, par exemple en carbure de silicium, et que l’on découpe (par meulage et/ou ablation) pour former une pluralité de pixels respectivement issus d’un même substrat. Il résulte d’une telle conception une pluralité de blocs électroluminescents tous issus d’un même substrat et connectés électriquement pour être activables sélectivement les uns des autres.According to another embodiment not shown, the monolithic matrix may comprise light-emitting elements formed by layers of epitaxial light-emitting elements, in particular a first n-doped GaN layer and a second p-doped GaN layer, on a single substrate, by example of silicon carbide, and which is cut (by grinding and/or ablation) to form a plurality of pixels respectively originating from the same substrate. The result of such a design is a plurality of light-emitting blocks all derived from the same substrate and electrically connected to be selectively activatable from each other.

Dans un exemple de réalisation selon cet autre mode, le substrat de la matrice monolithique peut présenter une épaisseur comprise entre 100 µm et 800 µm, notamment égale à 200 µm ; chaque bloc peut présenter une largeur et largeur, chacune étant comprise entre 50 µm et 500 µm, préférentiellement comprise entre 100 µm et 200 µm. Dans une variante, la longueur et la largeur sont égales. La hauteur de chaque bloc est inférieur à 500 µm, préférentiellement inférieur à 300 µm. Enfin la surface de sortie de chaque bloc peut être faite via le substrat du côté opposée à l’épitaxie. La distance de séparation entre deux pixels. La distance des pixels contigus peut être inférieure à 1 µm, notamment inférieure à 500 µm, et elle est préférentiellement inférieure à 200 µm.In an exemplary embodiment according to this other mode, the substrate of the monolithic matrix may have a thickness of between 100 μm and 800 μm, in particular equal to 200 μm; each block can have a width and width, each being between 50 μm and 500 μm, preferably between 100 μm and 200 μm. Alternatively, the length and the width are equal. The height of each block is less than 500 μm, preferably less than 300 μm. Finally, the exit surface of each block can be made via the substrate on the side opposite to the epitaxy. The separation distance between two pixels. The distance of the contiguous pixels can be less than 1 μm, in particular less than 500 μm, and it is preferably less than 200 μm.

Concernant les puces monolithiques à blocs électroluminescents :Regarding monolithic chips with light-emitting blocks:

- Le nombre de pixels peut être compris entre 250 et plusieurs milliers. Une valeur typique se situant autour du millier de pixels.- The number of pixels can be between 250 and several thousand. A typical value being around a thousand pixels.

- Leur forme globale est usuellement carrée, et peut aussi être rectangulaire. Ratio de forme généralement compris entre 1:1 et 1:5.- Their overall shape is usually square, and can also be rectangular. Aspect ratio usually between 1:1 and 1:5.

- La taille d'un pixel unitaire (carré dans tous les cas connus, peut-être rectangulaire) est entre 100 et 300 µm dans l'état de l'art actuel.- The size of a unit pixel (square in all known cases, perhaps rectangular) is between 100 and 300 µm in the current state of the art.

Selon un autre mode de réalisation non représenté, aussi bien avec des bâtonnets électroluminescents s’étendant respectivement en saillie d’un même substrat, tels que décrit ci-dessus, qu’avec des blocs électroluminescents obtenus par découpage de couches électroluminescentes superposées sur un même substrat, la matrice monolithique peut comporter en outre une couche d’un matériau polymère dans laquelle les éléments électroluminescents sont au moins partiellement noyés. La couche peut ainsi s’étendre sur toute l’étendue du substrat ou seulement autour d’un groupe déterminé d’éléments électroluminescents. Le matériau polymère, qui peut notamment être à base de silicone, crée une couche protectrice qui permet de protéger les éléments 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 éléments 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 luminophores 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 pour dévier les rayons lumineux vers les surfaces de sorties de la source pixélisée.According to another embodiment not shown, both with light-emitting rods extending respectively projecting from the same substrate, as described above, and with light-emitting blocks obtained by cutting out superimposed light-emitting layers on the same substrate, the monolithic matrix may further comprise a layer of a polymer material in which the light-emitting elements are at least partially embedded. The layer can thus extend over the entire extent of the substrate or only around a determined group of light-emitting elements. The polymer material, which may in particular be based on silicone, creates a protective layer which makes it possible to protect the light-emitting elements without hindering the diffusion of the light rays. In addition, it is possible to integrate in this layer of polymer material wavelength conversion means, and for example phosphors, able to absorb at least part of the rays emitted by one of the elements and to convert at least a part of said excitation light absorbed into emission light having a wavelength different from that of the excitation light. It is possible to provide either that the phosphors are embedded in the mass of the polymer material, or that they are arranged on the surface of the layer of this polymer material. The light source may further comprise a coating of reflective material to deflect the light rays towards the output surfaces of the pixelated source.

Les éléments électroluminescents de dimensions submillimétriques définissent dans un plan, sensiblement parallèle au substrat, une surface de sortie déterminée. On comprend que la forme de cette surface de sortie est définie en fonction du nombre et de l’agencement des éléments électroluminescents qui la composent. On peut ainsi définir une forme sensiblement rectangulaire de la surface d’émission, étant entendu que celle-ci peut varier et prendre n’importe quelle forme sans sortir du contexte de l’invention.The light-emitting elements of sub-millimeter dimensions define in a plane, substantially parallel to the substrate, a determined output surface. It is understood that the shape of this output surface is defined according to the number and arrangement of the light-emitting elements which compose it. It is thus possible to define a substantially rectangular shape of the emission surface, it being understood that the latter can vary and take any shape without departing from the context of the invention.

Le mode de réalisation présenté à la figure 1 dispose de cinq lentilles disposées en aval d’une source lumineuse 1 dont la surface émissive est représentée par un plan dont partent des rayons 2 en direction d’une face d’entrée d’une première lentille 11 d’un groupe optique d’entrée 10 de lentilles.The embodiment presented in FIG. 1 has five lenses arranged downstream of a light source 1 whose emissive surface is represented by a plane from which rays 2 leave in the direction of an entry face of a first lens 11 of an optical input group 10 of lenses.

On verra que la figure 2 présente une variante à quatre lentilles.It will be seen that FIG. 2 presents a variant with four lenses.

Avantageusement, on utilise un verre optique présentant un indice de réfraction au moins égal à 1,7 pour réaliser les lentilles, et pour le moins celles du groupe optique d’entrée 10 et du groupe optique de sortie 30. Les formes des faces des lentilles sont décrites ci-après plus en détail, étant considéré d’une manière générale qu’elles sont avantageusement de section transversale circulaire. Par ailleurs, il est préféré que les faces des lentilles, formant des dioptres avec l’air environnant, soit de nature sphérique.Advantageously, an optical glass having a refractive index at least equal to 1.7 is used to produce the lenses, and at least those of the optical input group 10 and of the optical output group 30. The shapes of the faces of the lenses are described below in more detail, it being generally considered that they are advantageously of circular cross-section. Furthermore, it is preferred that the faces of the lenses, forming diopters with the surrounding air, be of a spherical nature.

Dans le cas de la figure 1, le groupe optique d’entrée 10 comporte une première lentille 11 ayant une face (ou dioptre) d’entrée (avantageusement concave, mais pouvant aussi être plane) et une face de sortie convexe. Tel que le représente le chemin des rayons lumineux, cette lentille 11 assure une première convergence.In the case of FIG. 1, the optical input group 10 comprises a first lens 11 having an input face (or diopter) (advantageously concave, but which can also be planar) and a convex output face. As represented by the path of the light rays, this lens 11 ensures a first convergence.

Cette convergence est complétée par une deuxième lentille 12 du groupe optique d’entée 10, cette dernière étant biconvexe. La constringence du groupe optique d’entrée 10 est avantageusement élevée, et pour le moins plus élevée que celle du groupe optique intermédiaire 20 décrit ci-après.This convergence is completed by a second lens 12 of the optical input group 10, the latter being biconvex. The constringency of the input optical group 10 is advantageously high, and at least higher than that of the intermediate optical group 20 described below.

Les rayons lumineux sortants du groupe optique d’entrée 10 parviennent, avantageusement directement, à un deuxième groupe, appelé groupe optique intermédiaire 20. De préférence, il consiste en une lentille biconcave 21. Le bord utile de la face d’entrée de la lentille 21 est de préférence espacé d’au plus 3 mm de celui de la lentille qui le précède, c’est-à-dire la dernière lentille du groupe optique d’entée 10 ; cet espacement limité est favorable à la résolution optique et, la préservation d’un espace entre les lentilles facilite l’assemblage du système optique, notamment en épargnant des collages.The light rays leaving the input optical group 10 reach, advantageously directly, a second group, called the intermediate optical group 20. Preferably, it consists of a biconcave lens 21. The useful edge of the input face of the lens 21 is preferably spaced by at most 3 mm from that of the lens which precedes it, that is to say the last lens of the optical input group 10; this limited spacing is favorable to the optical resolution and, the preservation of a space between the lenses facilitates the assembly of the optical system, in particular by sparing collages.

Le groupe optique intermédiaire 20 fait diverger les rayons lumineux en direction d’un troisième groupe, dénommée groupe optique de sortie 30. Ce dernier, comme le premier, à une fonction convergente. Il comprend une première lentille 31 de nature convergente, disposant d’une face d’entrée indifféremment plate, concave ou convexe et dont la face de sortie est convexe. De préférence, comme décrit relativement au groupe optique d’entrée 10, l’espacement entre le groupe optique intermédiaire 20 et le groupe optique de sortie 30 est limité, en particulier à 3 mm au bord utile des lentilles limitrophes des deux groupes.The intermediate optical group 20 diverges the light rays in the direction of a third group, called output optical group 30. The latter, like the first, has a convergent function. It comprises a first lens 31 of a convergent nature, having an entrance face which is either flat, concave or convex and whose exit face is convex. Preferably, as described in relation to the input optical group 10, the spacing between the intermediate optical group 20 and the output optical group 30 is limited, in particular to 3 mm at the useful edge of the adjacent lenses of the two groups.

Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le groupe optique de sortie 30 comprend une deuxième lentille 32 dont la face d’entrée peut être plane ou convexe et dont la face de sortie est convexe.In the embodiment represented in FIG. 1, the optical output group 30 comprises a second lens 32, the input face of which can be flat or convex and the output face of which is convex.

Après ce chemin, les rayons 4 sortant du système peuvent être projetés, avantageusement directement, vers l’extérieur du véhicule.After this path, the rays 4 leaving the system can be projected, advantageously directly, towards the outside of the vehicle.

La figure 2 présente une variante de réalisation à quatre lentilles. Le premier groupe, groupe optique d’entrée 10, présente toujours deux lentilles. De même, le groupe optique intermédiaire 20 est ici toujours constitué d’une lentille aux deux faces concaves. Cependant, le groupe optique de sortie 30 ne comporte alors plus qu’une seule lentille 31. Évidemment, la netteté obtenue est inférieure au cas précédent, mais l’encombrement l’est également. Suivant les exigences optiques et d’encombrement de l’application, on pourra employer l’un ou l’autre de ces deux modes de réalisation, cependant non limitatif de l’invention.FIG. 2 presents a variant embodiment with four lenses. The first group, input optical group 10, always has two lenses. Likewise, the intermediate optical group 20 here always consists of a lens with two concave faces. However, the output optical group 30 then only comprises a single lens 31. Obviously, the sharpness obtained is lower than the previous case, but so is the size. Depending on the optical and size requirements of the application, one or the other of these two embodiments may be used, which are not, however, limiting of the invention.

Grâce à l’invention, on peut obtenir une projection nette, de préférence avec une ouverture numérique supérieure ou égale à F/0.9 voire F/0.75 et sur un secteur angulaire avantageusement supérieur ou égal à 30°.Thanks to the invention, it is possible to obtain a sharp projection, preferably with a numerical aperture greater than or equal to F/0.9 or even F/0.75 and over an angular sector advantageously greater than or equal to 30°.

L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décritsThe invention is not limited to the embodiments previously described

Claims (13)

Système optique de projection, notamment pour module lumineux de véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend :
- un groupe optique d’entrée (10) comprenant au moins une première lentille (11) et une deuxième lentille (12), le groupe optique d’entrée (10) étant apte à recevoir des rayons lumineux issus d’une source lumineuse (1) et à les faire converger ;
- un groupe optique intermédiaire (20) comprenant au moins une lentille (21), le groupe optique intermédiaire (20) recevant des rayons lumineux depuis le groupe optique d’entrée (10) et étant configuré pour les faire diverger;
- un groupe optique de sortie (30) comprenant au moins une lentille (31), le groupe optique de sortie (30) recevant des rayons lumineux depuis le groupe optique intermédiaire (20) et étant configuré pour les faire converger.
Projection optical system, in particular for a vehicle light module, characterized in that it comprises:
- an input optical unit (10) comprising at least a first lens (11) and a second lens (12), the input optical unit (10) being able to receive light rays from a light source ( 1) and make them converge;
- an intermediate optical group (20) comprising at least one lens (21), the intermediate optical group (20) receiving light rays from the input optical group (10) and being configured to make them diverge;
- an output optical group (30) comprising at least one lens (31), the output optical group (30) receiving light rays from the intermediate optical group (20) and being configured to make them converge.
Système selon la revendication précédente, dans lequel la distance séparant le dioptre de sortie du groupe optique d’entrée (10) et le dioptre d’entrée du groupe optique intermédiaire (20), mesurée au niveau du bord desdits dioptres, est inférieure ou égale à 3 mm.System according to the preceding claim, in which the distance separating the output diopter of the input optical group (10) and the input diopter of the intermediate optical group (20), measured at the level of the edge of the said diopters, is less than or equal at 3mm. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la distance séparant le dioptre de sortie du groupe optique intermédiaire (20) et le dioptre d’entrée du groupe optique de sortie (30), mesurée au niveau du bord desdits dioptres, est inférieure ou égale à 3 mm.System according to any one of the preceding claims, in which the distance separating the output diopter of the intermediate optical group (20) and the input diopter of the output optical group (30), measured at the level of the edge of the said diopters, is less than or equal to 3 mm. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe optique d’entrée (10), le groupe optique intermédiaire (20) et le groupe optique de sortie (30) sont configurés pour que le système soit plus ouvert numériquement que F/0.9, et de préférence plus ouvert que F/0.75.A system according to any preceding claim, wherein the input optical group (10), the intermediate optical group (20) and the output optical group (30) are configured such that the system is more digitally open than F /0.9, and preferably more open than F/0.75. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel toutes les lentilles au moins du groupe optique d’entrée (10) et du groupe optique de sortie (20) sont formées en verre optique avec un indice de réfraction supérieur ou égal à 1,7.A system according to any preceding claim, wherein all the lenses of at least the input optical group (10) and the output optical group (20) are formed from optical glass with an index of refraction greater than or equal to 1 ,7. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel toutes les lentilles du groupe optique d’entrée (10), du groupe optique intermédiaire (20) et du groupe optique de sortie (30) présentent un ratio « épaisseur au centre de lentille/diamètre utile de lentille » qui ne dépasse pas 0,25.A system according to any preceding claim, wherein all of the lenses of the input optical group (10), the intermediate optical group (20) and the output optical group (30) have a "lens center thickness /lens effective diameter" which does not exceed 0.25. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe optique intermédiaire (20) comprend une lentille (21) unique.A system according to any preceding claim, wherein the intermediate optical group (20) comprises a single lens (21). Système selon la revendication précédente, dans lequel la lentille (21) unique est bi-concave.System according to the preceding claim, in which the single lens (21) is bi-concave. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe optique de sortie (30) consiste en une première lentille (31) et une deuxième lentille (32).A system according to any preceding claim, wherein the output optical group (30) consists of a first lens (31) and a second lens (32). Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe optique d’entrée (10) consiste en la première lentille (11) et la deuxième lentille (12).A system according to any preceding claim, wherein the input optical group (10) consists of the first lens (11) and the second lens (12). Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel toutes les lentilles du groupe optique d’entrée (10), du groupe optique intermédiaire (20) et du groupe optique de sortie (30) sont successivement espacées par une lame d’air.System according to any one of the preceding claims, in which all the lenses of the input optical group (10), of the intermediate optical group (20) and of the output optical group (30) are successively spaced apart by an air gap . Module lumineux, notamment pour véhicule automobile, comprenant un système selon l’une quelconque des revendications précédentes et une source de lumière (1) pixelisée comprenant une pluralité de zones émissives activables sélectivement.Light module, in particular for a motor vehicle, comprising a system according to any one of the preceding claims and a pixelated light source (1) comprising a plurality of selectively activatable emissive zones. Module lumineux selon la revendication précédente, dans lequel la distance minimale séparant la source de lumière (1) et le dioptre d’entrée du groupe optique d’entrée (10) est supérieure ou égale à 5 mm.Light module according to the preceding claim, in which the minimum distance separating the light source (1) and the input dioptre of the input optical group (10) is greater than or equal to 5 mm.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4116753A1 (en) * 2021-07-07 2023-01-11 ZKW Group GmbH Lighting device for a motor vehicle headlight

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030112525A1 (en) * 2000-01-18 2003-06-19 Wolfgang Reinecke Projection objective
DE102014217521A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Osram Gmbh Lighting device for variable illumination
FR3044743A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-09 Valeo Vision OPTICAL PROJECTION SYSTEM, LUMINOUS MODULE AND LIGHTING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE HAVING SUCH A SYSTEM
EP3208645A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-23 Valeo Vision System of lenses for projecting at least one light source

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030112525A1 (en) * 2000-01-18 2003-06-19 Wolfgang Reinecke Projection objective
DE102014217521A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Osram Gmbh Lighting device for variable illumination
FR3044743A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-09 Valeo Vision OPTICAL PROJECTION SYSTEM, LUMINOUS MODULE AND LIGHTING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE HAVING SUCH A SYSTEM
EP3208645A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-23 Valeo Vision System of lenses for projecting at least one light source

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Modern Lens Design", 1 January 1992, MCGRAW-HILL, INC, ISBN: 978-0-07-059178-3, article WARREN J. SMITH: "Modern Lens Design", pages: 25 - 27, XP055152035 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4116753A1 (en) * 2021-07-07 2023-01-11 ZKW Group GmbH Lighting device for a motor vehicle headlight

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