FR3103535A1 - Module lumineux imageant un dioptre formant une surface de reflexion totale - Google Patents
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Abstract
MODULE LUMINEUX IMAGEANT UN DIOPTRE FORMANT UNE SURFACE DE REFLEXION TOTALE L’invention a trait à un module lumineux (102), notamment pour véhicule automobile, comprenant une source lumineuse (104) apte à émettre des rayons lumineux ; une pièce optique (106) avec une surface réfléchissante configurée pour réfléchir les rayons lumineux en un faisceau lumineux suivant un axe optique (110) du module lumineux ; un système optique de projection (108) du faisceau lumineux ; où la pièce optique (106) est un élément transparent ou translucide avec un dioptre de réflexion (106.2) formant la surface réfléchissante par réflexion totale des rayons lumineux ; et le système optique de projection (108) est configuré pour imager la surface réfléchissante. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 2)
Description
L’invention a trait au domaine de l’éclairage et de la signalisation lumineuse, notamment pour véhicules automobiles.
Il est généralement connu de réaliser un faisceau d’éclairage à coupure en utilisant un ou plusieurs modules lumineux à plieuse. Un tel module lumineux comprend, classiquement, un premier collecteur avec une première surface réfléchissante de révolution avec un profil elliptique, en forme de calotte dans un demi-espace délimité par un plan horizontal. Une première source lumineuse essentiellement ponctuelle, du type diode à électroluminescence, est située à un premier foyer de la première surface réfléchissante et éclaire dans le demi-espace en direction de ladite surface. Les rayons sont ainsi réfléchis de manière convergente vers un deuxième foyer de la première surface réfléchissante. Une surface réfléchissante auxiliaire, généralement plane, avec un bord de coupure au niveau du deuxième foyer assure une réflexion vers le haut des rayons qui ne passent pas précisément par le deuxième foyer, ces rayons étant ensuite réfractés par une lentille épaisse vers le bas du faisceau d’éclairage. Cette surface réfléchissante auxiliaire est couramment désignée « plieuse » en ce qu’elle « replie » vers le haut de la lentille de projection les rayons qui, sinon, formeraient une partie supérieure du faisceau d’éclairage. Ce premier faisceau lumineux présente une coupure horizontale, éventuellement avec un ressaut (couramment désigné par le terme anglais « kink ») et correspond à un faisceau d’éclairage du type code (couramment désigné par le terme anglais « low-beam »). Il est également connu de prévoir une deuxième source lumineuse et un deuxième collecteur formant une deuxième surface réfléchissante, ces éléments étant opposés à la première source lumineuse, le premier collecteur et la première surface réfléchissante et configurés pour former un deuxième faisceau lumineux du type route, (couramment désigné par le terme anglais « high-beam »). La deuxième source lumineuse peut présenter plusieurs zones éclairantes activables séparément, et la deuxième surface réfléchissante peut être segmentée en plusieurs secteurs, de manière à former un faisceau lumineux segmenté.
Un tel module lumineux présente l’inconvénient de requérir une précision importante au niveau du positionnement de la plieuse et du bord de coupure. Aussi, la lentille de projection doit être une lentille épaisse en raison de sa faible distance focale, ce qui augmente son poids et complique sa production, comme notamment des défauts de retassures. De plus, le collecteur présente une certaine hauteur et, partant, un certain encombrement en hauteur.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un inconvénient de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer un module lumineux qui soit compact tout en présentant un rendement optique intéressant et la possibilité de former différentes images lumineuses.
L’invention a pour objet un module lumineux, notamment pour véhicule automobile, comprenant: une source lumineuse apte à émettre des rayons lumineux; une pièce optique avec une surface réfléchissante configurée pour réfléchir les rayons lumineux en un faisceau lumineux suivant un axe optique du module lumineux; un système optique de projection du faisceau lumineux; remarquable en ce que la pièce optique est un élément transparent ou translucide avec un dioptre de réflexion formant la surface réfléchissante par réflexion totale des rayons lumineux; et le système optique de projection est configuré pour imager la surface réfléchissante.
Selon un mode avantageux de l’invention, le système optique de projection comprend un foyer situé dans ou sur la pièce optique, au niveau, suivant l’axe optique, de la surface réfléchissante.
Selon un mode avantageux de l’invention, la pièce optique est un collimateur avec un dioptre d’entrée comprenant une surface circulaire creuse s’étendant suivant l’axe optique et une surface circulaire frontale s’étendant perpendiculairement audit axe optique, la source lumineuse étant disposée en face dudit dioptre d’entrée, le dioptre de réflexion s’étendant de manière circulaire autour du dioptre d’entrée.
Selon un mode avantageux de l’invention, le foyer du système optique est situé sur la surface circulaire frontale du dioptre d’entrée.
Selon un mode avantageux de l’invention, le collimateur est tronqué au niveau du dioptre de réflexion de manière à former une coupure dans le faisceau lumineux projeté.
Selon un mode avantageux de l’invention, la troncature est par un plan ou deux plans sécants.
Selon un mode avantageux de l’invention, la pièce optique comprend une excroissance au niveau du dioptre de réflexion de manière à localement augmenter l’angle d’incidence sur ledit dioptre de réflexion, transmettre une partie des rayons lumineux et ainsi former une coupure dans le faisceau lumineux projeté.
Selon un mode avantageux de l’invention, la pièce optique est un collecteur avec un dioptre d’entrée plan et avec le dioptre de réflexion formant une calotte de profil parabolique ou elliptique et positionnée en vis-à-vis dudit dioptre d’entrée.
Selon un mode avantageux de l’invention, le dioptre de réflexion présente sur une partie arrière seulement un revêtement réfléchissant.
Selon un mode avantageux de l’invention, le foyer est situé sur la partie arrière du dioptre de réflexion, à distance du dioptre d’entrée.
Selon un mode avantageux de l’invention, la pièce optique comprend une excroissance arrière formant un dioptre de sortie des rayons lumineux, adjacent à un bord arrière du dioptre de réflexion, de manière à former une coupure dans le faisceau lumineux projeté.
Selon un mode avantageux de l’invention, le système optique est une lentille d’un seul tenant avec la pièce optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, la source lumineuse est une première source lumineuse, la pièce optique est une première pièce optique, le faisceau lumineux est un premier faisceau lumineux avec une coupure horizontale, et le système optique de projection est un premier système optique de projection, ledit module lumineux comprenant, en outre, une deuxième source lumineuse, une deuxième pièce optique avec une surface réfléchissante configurée pour réfléchir, suivant l’axe optique du module lumineux, des rayons lumineux émis par la deuxième source lumineuse en un deuxième faisceau lumineux sans coupure du module lumineux ; un deuxième système optique de projection du deuxième faisceau lumineux.
Selon un mode avantageux de l’invention, la source lumineuse est une première source lumineuse, la pièce optique est une première pièce optique, le faisceau lumineux est un premier faisceau lumineux avec une coupure supérieure horizontale inclinée, et le système optique de projection est un premier système optique de projection, ledit module lumineux comprenant, en outre, plusieurs deuxièmes pièces optiques avec des surfaces réfléchissantes configurées pour réfléchir, suivant l’axe optique du module lumineux, des rayons lumineux émis par des deuxièmes sources lumineuses, en un deuxième faisceau lumineux avec coupure supérieure horizontale; un deuxième système optique de projection du deuxième faisceau lumineux.
Selon un mode avantageux de l’invention, le module lumineux comprend une paroi de séparation s’étendant suivant l’axe optique entre, d’une part, la première source lumineuse, la première pièce optique et le premier système optique, et, d’autre part, la ou les deuxièmes sources lumineuses, la ou les deuxièmes pièces optiques et le deuxième système optique.
Description détaillée
Dans la description qui va suivre, les notions «avant», «arrière», «supérieur», «inférieur» ou équivalents, sont à comprendre suivant une direction principale de propagation de la lumière suivant l’axe optique et lorsque le module lumineux est positionné comme illustré sur les figures.
Les figures 1 à 3 illustrent un module lumineux et sa fonction, selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 1 est une vue en perspective du module lumineux 102. Il comprend essentiellement une source lumineuse 104, une pièce optique 106 en matériau transparent ou translucide et un système optique de projection 108 du faisceau lumineux formé par la source lumineuse 104 et la pièce optique 106. Ces trois éléments sont alignés suivant un axe optique 110 du module lumineux 102. La pièce optique 106 est un collimateur configuré pour former à partir des rayons lumineux émis par la source lumineuse 104 un faisceau lumineux suivant l’axe optique. Le système optique de projection 108 comprend un foyer situé, suivant la direction de l’axe optique, au niveau de la pièce optique 106 et présente une profondeur de champ suffisante que pour imager au moins une partie de la ou des surfaces éclairées de la pièce optique 106.
La figure 2 est une représentation schématique et fonctionnelle du module lumineux 102 de la figure 1. Il s’agit en l’occurrence d’une vue en coupe longitudinale passant par l’axe optique 110. La pièce optique 106 formant un collimateur est avantageusement circulaire et plus avantageusement encore une pièce symétrique en révolution autour de l’axe optique 110. Elle comprend un dioptre d’entrée 106.1 des rayons émis par la source lumineuse 104, un dioptre de réflexion 106.2 et un dioptre de sortie 106.3 desdits rayons. Le dioptre d’entrée 106.1 forme une cavité allongée suivant l’axe optique 110, de manière à se subdiviser en une surface circulaire creuse 106.1.1 s’étendant essentiellement suivant ledit axe et une surface circulaire frontale 106.1.2 formant le fond de la cavité. Les rayons lumineux émis par la source lumineuse 104 de manière divergente incidents sur la surface circulaire creuse 106.1.1 sont réfractés au passage du dioptre d’entrée et sont ensuite incidents sur le dioptre de réflexion 106.2 pour y être réfléchis par le principe de réflexion totale. Ces rayons réfléchis traversent ensuite le dioptre de sortie 106.3 en étant réfractés. Les rayons lumineux émis par la source lumineuse 104 de manière moins divergente et incidents sur la surface circulaire frontale 106.1.2 sont réfractés au passage du dioptre d’entrée et ensuite encore réfractés au passage du dioptre de sortie 106.3. Les rayons lumineux émis par la pièce optique 106 sont collimatés en ce qu’ils sont parallèles à l’axe optique 110 ou convergent toujours suivant l’axe optique. Le système optique de projection 108, en l’occurrence sous forme de lentille, présente un foyer 108.1 situé sur la pièce optique 106, préférentiellement sur la surface circulaire frontale 106.1.2 du dioptre d’entrée 106.1 de manière à ce que cette surface éclairée par la source lumineuse 104 soit imagée. Le système optique de projection 108 présente une profondeur de champ supérieure ou égale à une fraction de l’étendue de la pièce optique 106, préférentiellement 30%, plus préférentiellement la totalité de ladite étendue. Comme cela est apparent, à la figure 2, le dioptre de réflexion 106.2 est situé, suivant l’axe optique 110, au niveau du foyer 108.1, signifiant que la surface éclairée de ce dioptre va également être imagée.
Toujours en référence à la figure 2, le dioptre de réflexion 106.2 présente un profil parabolique ou elliptique, avec un foyer situé à la source lumineuse 104 (en tenant compte de la réfraction des rayons au passage du dioptre d’entrée 106.1). Dans le cas d’un profil elliptique, ce dernier comprend alors un deuxième foyer représenté par la croix sur l’axe optique 110, à l’avant du système optique de projection 108.
La figure 3 est une représentation schématique de l’image lumineuse 112 produite par le module lumineux des figures 1 et 2, sur un référentiel avec un axe horizontal H passant par l’axe optique 110 et un axe vertical V passant également par l’axe optique. Il s’agit en l’occurrence d’un faisceau d’éclairage automobile du type «route» («high-beam» en anglais). On peut observer que l’image lumineuse 112 est généralement circulaire, à l’image de la pièce optique 106. On peut également observer que l’image lumineuse 112 comprend une partie centrale 112.1 et une partie périphérique 112.2 séparée de la partie centrale 112.1 par un anneau peu éclairé. La partie centrale 112.1 correspond à la surface circulaire frontale 106.1.2 du dioptre d’entrée 106.1 et la partie périphérique 112.2 correspond au dioptre de réflexion 106.2.
Les figures 4 à 6 illustrent un module lumineux et sa fonction, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans le mode de réalisation précédent.
Le module lumineux 202 illustré aux figures 4 et 5 se distingue du module lumineux 102 des figures 1 et 2 essentiellement en ce que le système optique de projection 208 est intégré dans la pièce optique 206. A cet effet, celle-ci s’étend de manière substantielle suivant l’axe optique 210 et comprend un dioptre de sortie 206.3 configuré pour projeter les faisceaux lumineux transmis le long de la pièce optique 206. La partie arrière de la pièce optique 206 fonctionne exactement comme dans le premier mode de réalisation aux figures 1 et 2. Le dioptre de sortie 206.3 présente un profil convexe, vu de l’extérieur, de manière à dévier les rayons convergeant vers un deuxième foyer du profil elliptique du dioptre de réflexion (illustré par la croix sur l’axe optique 210, à l’avant dudit dioptre de sortie.
L’image lumineuse 212 produite par le module lumineux 202, représentée schématiquement à la figure 6, est similaire, voire identique, à celle du premier mode de réalisation, à savoir comprenant une partie centrale 212.1 et une partie périphérique 212.2 séparée de la partie centrale 212.1 par un anneau pas ou peu éclairé. Il s’agit en l’occurrence un faisceau d’éclairage automobile du type «route» («high-beam» en anglais).
Les figures 7 à 9 illustrent un module lumineux et sa fonction, selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identique ou correspondant, ces numéros étant toutefois majorés de 200. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans les modes de réalisation précédents.
Le module lumineux 302 des figures 7 et 8 se distingue du module lumineux 102 des figures 1 et 2, essentiellement en ce que la pièce optique 306 est tronquée, en l’occurrence par un plan 306.4 parallèle à l’axe optique 310. La troncature est illustrée à la figure 7 sur une partie supérieure de la pièce optique 306 pour des raisons de clarté d’exposé. En référence à la figure 8 davantage précise et technique, la troncature 306.4 est pratiquée sur une partie inférieure de la pièce optique 306. On peut observer que la surface circulaire creuse 306.1.1 du dioptre d’entrée et également le dioptre de réflexion 306.2 sont réduits par la troncature, alors que la surface circulaire frontale 306.1.2 du dioptre d’entrée 306.1 reste essentiellement intégrale.
A la figure 9 on peut observer que la partie centrale 312.1 de l’image lumineuse 312 reste circulaire et complète alors que la partie périphérique 312.2 quant à elle présente une coupure supérieure 312.3 qui est en l’occurrence horizontale. Le système optique de projection 308 image la surface circulaire frontale 306.1.1 du dioptre d’entrée 306.1 et le dioptre de réflexion 306.2 (figure 8) tronqué. Il s’agit en l’occurrence d’un faisceau d’éclairage automobile avec une coupure horizontale plate, participant à la réalisation d’un faisceau de croisement («flat» en anglais).
Les figures 10 et 11 illustrent un module lumineux et sa fonction, selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identique ou correspondant, ces numéros étant toutefois majorés de 300. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans les modes de réalisation précédents.
Le module lumineux 402 de la figure 10 se distingue du module lumineux 302 des figures 7 et 8, essentiellement en ce que la troncature 406.4 n’est pas suivant un plan mais bien suivant deux plans sécants, dont un des deux est avantageusement horizontal. La figure 11 illustre l’image lumineuse produite par le module lumineux de la figure 10. Cette image lumineuse 412 se distingue de l’image lumineuse 312 de la figure 9 en ce que la coupure 412.3 n’est pas rectiligne mais bien suivant deux droites sécantes correspondant aux deux plans de la troncature 406.4 (figure 10). Il s’agit en l’occurrence d’un faisceau d’éclairage automobile avec une coupure oblique ou inclinée, participant à la réalisation d’un faisceau de croisement («kink» en anglais).
Au vu des troisième et quatrième modes de réalisation, il est entendu que les troncatures peuvent prendre diverses formes, notamment avec des profils non-plans.
Les figures 12 à 14 illustrent un module lumineux et sa fonction, selon un cinquième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identique ou correspondant, ces numéros étant toutefois majorés de 400. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans les modes de réalisation précédents. Des numéros spécifiques compris entre 500 et 600 sont utilisés pour désigner les éléments spécifiques à ce mode de réalisation.
A la figure 12, on peut observer que le module lumineux 502 comprend plusieurs ensembles «source lumineuse-pièce optique-dispositif optique de projection», en l’occurrence deux. Le module lumineux 502 comprend en effet un premier ensemble avec une première source lumineuse 504.1, une première pièce optique 506.1 et un premier dispositif optique de projection 508.1. Ce premier ensemble correspond essentiellement au quatrième mode de réalisation illustré aux figures 10 et 11, c’est-à-dire avec une pièce optique formant un collimateur avec une troncature 506.1.4 dont le profil n’est pas plan, en l’occurrence suivant deux plans sécants. Le deuxième ensemble comprend plusieurs deuxièmes sources lumineuses 504.2 et plusieurs pièces optiques 506.2 associées auxdites sources lumineuses respectivement, et un deuxième système optique de projection 508.2 commun. Les pièces optiques 506.2 correspondent essentiellement à celle du troisième mode de réalisation illustré aux figures 7 à 9. Comme cela est visible, une paroi de séparation 514 est disposée suivant l’axe optique 510 entre les premier et deuxième ensembles.
La figure 13 illustre l’image lumineuse 512.1 produite par le premier ensemble, c’est-à-dire par la partie droite (par rapport à la cloison de séparation 514) du module lumineux 502 de la figure 12. Cette image lumineuse 512.1 est similaire à celle de la figure 11 produite par le module lumineux du quatrième mode de réalisation illustré à la figure 10. Il s’agit en l’occurrence d’un faisceau d’éclairage automobile avec une coupure oblique ou inclinée, participant à la réalisation d’un faisceau de croisement («kink» en anglais). On peut effet observer que l’image lumineuse 512.1 comprend une partie centrale 512.1.1 et une partie périphérique 512.1.2 entourant la partie centrale 512.1.1 et séparée de celle-ci par un anneau peu éclairé. On peut aussi observer la présence d’une coupure supérieure 512.1.3 formée par la troncature 506.1.4 de la pièce optique 506.1 (figure 12).
La figure 14 illustre l’image lumineuse 512.2 produite par le deuxième ensemble, c’est-à-dire par la partie gauche (par rapport à la cloison de séparation 514) du module lumineux 502 de la figure 12. Il s’agit en l’occurrence d’un faisceau d’éclairage automobile automobile avec une coupure horizontale plate, participant à la réalisation d’un faisceau de croisement ( «flat» en anglais). On peut observer que cette image lumineuse diffère quelque peu des images lumineuses illustrées et décrites jusqu’alors, car celle-ci comprend une seule partie 512.2.1 généralement homogène et plus étalée (suivant la direction horizontale H). Cela résulte du fait qu’elle est le résultat de la superposition des sous-faisceaux lumineux produits par les différents sous-ensembles «deuxième source lumineuse 504.2-pièce optique 506.2 associée» (figure 12). L’image lumineuse 512.2 présente une coupure supérieure horizontale 512.2.2 formée par les troncatures 506.2.4 des deuxièmes pièces optiques 506.2.
La superposition des faisceaux des figures 13 et 14 peut former un faisceau d’éclairage automobile de type croisement («low-beam» en anglais).
Les figures 15 et 16 illustrent un module lumineux et sa fonction, selon un sixième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identique ou correspondant, ces numéros étant toutefois majorés de 500. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans les modes de réalisation précédents. Des numéros spécifiques compris entre 600 et 700 sont utilisés pour désigner les éléments spécifiques à ce mode de réalisation.
En référence à la figure 15, le module lumineux 602 comprend, similairement au module lumineux 502 du cinquième de réalisation illustré à la figure 12, deux ensembles «source lumineuse-pièce optique-dispositif optique de projection» séparés par une paroi de séparation 614 s’étendant essentiellement suivant l’axe optique 610. En l’occurrence la paroi de séparation est horizontale.
Le premier ensemble comprend une première source lumineuse 604.1, une première pièce optique 606.1 et un premier système optique de projection 608.1, ces éléments étant configurés similairement au troisième mode de réalisation illustré aux figures 7 à 9. La première pièce optique 606.1 est un collimateur avec une troncature 606.1.4 en l’occurrence généralement plane. A la figure 15, la troncature 606.1.4 est représentée à une position supérieure, à des fins de clarté d’exposé, étant toutefois entendu, similairement au troisième mode de réalisation, que cette troncature est en réalité à une position inférieure afin de réaliser une coupure supérieure.
Le deuxième ensemble comprend une deuxième source lumineuse 604.2, une deuxième pièce optique 606.2 et un deuxième système optique de projection 608.2, ces éléments étant configurés similairement au premier mode de réalisation illustré aux figures 1 à 3. La deuxième pièce optique 606.2 est un collimateur sans troncature.
La figure 16 illustre les images lumineuses 612.1 et 612.2 produites par les premier et deuxième ensembles, respectivement, du module lumineux 602 de la figure 15. La première image lumineuse 612.1 produite par le premier ensemble situé sous la cloison de séparation 614 est similaire à celle du troisième mode de réalisation et illustrée à la figure 9, c’est-à-dire avec une partie centrale 612.1.1, une partie périphérique 612.1.2 et une coupure supérieure horizontale 612.1.3. Il s’agit en l’occurrence d’un faisceau d’éclairage automobile avec une coupure horizontale plate participant à la réalisation d’un faisceau de croisement («flat» en anglais). La deuxième image lumineuse 612.2 produite par le deuxième ensemble situé au-dessus de la cloison de séparation 614 est similaire à celle du premier mode de réalisation et illustrée à la figure 3, c’est-à-dire avec une partie centrale 612.2.1, une partie périphérique 612.2.2 et sans coupure. Il s’agit en l’occurrence un faisceau d’éclairage automobile du type «route» («high-beam» en anglais).
Les figures 17 à 19 illustrent un module lumineux et sa fonction, selon un septième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identique ou correspondant, ces numéros étant toutefois majorés de 600. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans les modes de réalisation précédents. Des numéros spécifiques compris entre 700 et 800 sont utilisés pour désigner les éléments spécifiques à ce mode de réalisation.
En référence aux figures 17 et 18, le module lumineux 702 est assez similaire au module lumineux 302 du troisième mode de réalisation illustré aux figures 7 à 9, à cette différence près que la coupure dans l’image lumineuse n’est pas réalisée par une troncature de la pièce optique 706 mais bien par une excroissance de matière 706.4 (transparente ou translucide) de ladite pièce optique. Cette excroissance locale 706.4 a pour effet de modifier localement la forme du dioptre de réflexion 706.2, en particulier son inclinaison par rapport aux rayons lumineux émis par la source lumineuse 704 et qui lui sont incidents, de sorte à présenter des angles d’incidence inférieurs à l’angle limite de réfraction, provoquant alors une sortie de ces rayons par réfraction au travers de cette portion du dioptre de réflexion 706.2.
Plus spécifiquement en référence à la figure 17, l’excroissance 706.4 peut présenter une intersection 706.4.1 avec la surface de révolution du dioptre de réflexion 706.2, qui forme un plan préférentiellement généralement horizontal de manière à former une coupure alors plane et préférentiellement horizontale.
La figure 19 illustre l’image lumineuse produite par le module lumineux 702 de la figure 18. L’image lumineuse 712 est similaire à l’image lumineuse 312 du troisième mode de réalisation, illustrée à la figure 9, à savoir avec une partie centrale 712.1, une partie périphérique 712.2 et une coupure supérieure horizontale 712.3. Il s’agit en l’occurrence d’un faisceau d’éclairage automobile avec une coupure horizontale plate, participant à la réalisation d’un faisceau de croisement («flat» en anglais).
Les figures 20 et 21 illustrent un module lumineux et sa fonction, selon un huitième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identique ou correspondant, ces numéros étant toutefois majorés de 700. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans les modes de réalisation précédents. Des numéros spécifiques compris entre 800 et 900 sont utilisés pour désigner les éléments spécifiques à ce mode de réalisation.
Le module lumineux 802 illustré à la figure 20 est similaire au module lumineux 702 du septième mode de réalisation aux figures 17 et 18, à savoir que la pièce optique 806 comporte une excroissance locale 806.4 configurée pour modifier localement le dioptre de réflexion 806.2 au point de les rayons lumineux incidents sur cette zone ne sont pas réfléchis mais bien transmis, par exemple vers un absorbeur de lumière, et ainsi perdus. Ce module lumineux 802 se distingue toutefois de celui des figures 17 et 18 en ce que l’intersection 806.4.1 de l’excroissance de matière 806.4 ne forme plus un plan mais bien deux plans sécants, similairement à la troncature de la pièce optique au quatrième mode de réalisation aux figures 10 et 11.
La figure 21 illustre l’image lumineuse produite par le module lumineux 802 de la figure 20. Il s’agit en l’occurrence d’un faisceau d’éclairage automobile avec une coupure oblique ou inclinée, participant à la réalisation d’un faisceau de croisement («kink» en anglais). Similairement à l’image lumineuse 412 du quatrième mode de réalisation, à la figure 11, l’image lumineuse 812 comprend une partie centrale 812.1, une partie périphérique 812.2 et une coupure supérieure non-rectiligne 812.3, correspondant essentiellement à l’intersection 806.4.1 de l’excroissance de matière 806.4 avec le dioptre de réflexion 806.2 (figure 20). A la figure 20, l’excroissance 806.4 est représentée en position supérieure à des fins de clarté d’exposé, étant entendu que pour produite la coupure supérieure 812.3 illustrée à la figure 21, cette excroissance doit être en position inférieure.
Les figures 22 et 23 illustrent un module lumineux et sa fonction, selon un neuvième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identique ou correspondant, ces numéros étant toutefois majorés de 800. Il est par ailleurs fait référence à la description ce des éléments dans les modes de réalisation précédents.
En référence à la figure 22, le module lumineux 902 diffère de tous les modules lumineux des modes de réalisation précédents en ce que la pièce optique 906 n’est plus un collimateur mais bien un collecteur avec un dioptre d’entrée 906.1 plan et avec le dioptre de réflexion 906.2 formant une calotte de profil parabolique ou elliptique et positionnée en vis-à-vis dudit dioptre d’entrée 906.1. Le collecteur 906, en particulier le dioptre de réflexion 906.2, est configuré pour qu’au moins une partie des rayons lumineux incidents sur le dioptre de réflexion 906.2 le soient avec des angles d’incidence supérieurs à l’angle limite de réfraction de manière à être réfléchis par le principe de réflexion totale. Avantageusement, au moins une moitié avant du dioptre de réflexion 906.2 remplit ces conditions. Une partie arrière du dioptre de réflexion 906.2 ne remplissant éventuellement pas ces conditions peut alors être recouverte d’un revêtement réfléchissant (diélectrique ou multicouche ou métallisé) en vue d’assurer une réflexion.
Similairement à tous les modes de réalisation précédents, le système optique de projection 908, avantageusement une lentille, présente un foyer 908.1 situé, suivant l’axe optique 910, au niveau du dioptre de réflexion 906.2, avantageusement sur ledit dioptre. Le foyer 908.1 est avantageusement situé sur une partie arrière du de la pièce optique 906, par exemple correspondant à un quart arrière suivant l’axe optique 901, de manière à être proche du bord arrière 906.4 de la surface éclairée sur le dioptre de réflexion 906.2 et ainsi former une image nette dudit bord. Aussi, et similairement à tous les modes de réalisation précédents, le système optique de projection 908 présente une profondeur de champ suffisante pour imager une partie de la surface éclairée du dioptre de réflexion 906.2. La profondeur de champ peut être d’au moins 30%, préférentiellement la totalité, de l’étendue selon l’axe optique 910 du dioptre de réflexion 906.2.
La figure 23 illustre l’image lumineuse 912 produite le module lumineux 902 de la figure 22. On peut observer que l’image lumineuse 912 correspond essentiellement à l’irradiance de la surface éclairée du dioptre de réflexion 906.2 de la pièce optique 906 (figure 22), avec toutefois une inversion par rapport à l’axe horizontal H causée par le système optique de projection 908 (figure 22). L’image lumineuse 912 présente ainsi une partie unique 912.1 située essentiellement sous l’axe horizontal H, avec une partie supérieure 912.2 sans véritable coupure horizontale et formée par le bord arrière 906.4 de la surface éclairée du dioptre de réflexion 906.2 (figure 22).
La figure 24 illustre un module lumineux et sa fonction, selon un dixième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identique ou correspondant, ces numéros étant toutefois majorés de 900. Il est par ailleurs fait référence à la description ce des éléments dans les modes de réalisation précédents.
Le module lumineux 1002 est similaire au module lumineux 902 du mode de réalisation précédent à la figure 22. Il s’en distingue en ce que la pièce optique 1006 comprend une excroissance 1006.4 de matière transparence ou translucide de ladite pièce. Cette excroissance 1006.4 est à une partie arrière de manière à former un dioptre de sortie et préférentiellement un bord arrière 1006.5 du dioptre de réflexion 1006.2 qui est situé plus haut. Les rayons lumineux émis par la source lumineuse 1004 en direction de l’excroissance 1006.4 vont rencontrer un dioptre avec un angle d’incidence inférieur à celui de l’angle limite de réfraction et sont ainsi être réfractés vers l’arrière du module lumineux et ainsi perdus. Par contre, les rayons incidents sur le dioptre de réflexion 1006.2 au niveau du bord arrière 1006.5 ou au-dessus dudit bord vont être réfléchis et imagés par le système optique de réflexion 1008. Le foyer 1008.1 du système optique de réflexion 1008 peut être situé au bord arrière 1006.5 en question ou en avant de celui-ci (comme illustré à la figure 24).
L’image lumineuse produite par le module lumineux 1002 de la figure 24 se distingue de l’image lumineuse 912 à la figure 23 produite par le module lumineux 902 de la figure 22 en ce qu’une coupure supérieure horizontale est réalisée. Il est entendu que cette coupure n’est pas nécessairement droite en ce qu’un ressaut ou portion inclinée («kink») peut être présente. Dans ce cas, le bord arrière 1006.5 présente un profil non rectiligne correspondant.
La figure 25 illustre un module lumineux et sa fonction, selon un onzième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identique ou correspondant, ces numéros étant toutefois majorés de 1000. Il est par ailleurs fait référence à la description ce des éléments dans les modes de réalisation précédents.
Le module lumineux 1102 de la figure 25 est similaire à au module lumineux 1002 de la figure 24 à cette différence près que le système optique de projection 1108 est intégré dans la pièce optique 1106. A cet effet, celle-ci s’étend de manière substantielle suivant l’axe optique 1110 et comprend un dioptre de sortie 1106.3 configuré pour projeter les faisceaux lumineux transmis le long de la pièce optique 1106. La partie arrière de la pièce optique 1106 fonctionne exactement comme dans le précédent mode de réalisation à la figure 24. Le dioptre de sortie 1106.3 présente un profil convexe, vu de l’extérieur, de manière à dévier les rayons convergeant vers un éventuel deuxième foyer du profil elliptique du dioptre de réflexion. L’image lumineuse produite par le module lumineux 1102 est similaire à l’image lumineuse produite par le module lumineux 1002 de la figure 24.
Claims (15)
- Module lumineux (102-1102), notamment pour véhicule automobile, comprenant:
- une source lumineuse (104-1104) apte à émettre des rayons lumineux;
- une pièce optique (106-1106) avec une surface réfléchissante configurée pour réfléchir les rayons lumineux en un faisceau lumineux suivant un axe optique (110-1110) du module lumineux;
- un système optique de projection (108-1108) du faisceau lumineux;
caractérisé en ce que
la pièce optique (106-1106) est un élément transparent ou translucide avec un dioptre de réflexion (106.2-1106.2) formant la surface réfléchissante par réflexion totale des rayons lumineux; et
le système optique de projection (108-1108) est configuré pour imager la surface réfléchissante. - Module lumineux (102-1102) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système optique de projection (108-1108) comprend un foyer (108.1-308.1; 708.1; 908.1-1108.1) situé dans ou sur la pièce optique (106-1106), au niveau, suivant l’axe optique (110-1110), de la surface réfléchissante.
- Module lumineux (102-802) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce optique (106-806) est un collimateur avec un dioptre d’entrée (106.1-306.1; 706.1) comprenant une surface circulaire creuse (106.1.1; 206.1.1; 306.1.1; 706.1.1) s’étendant suivant l’axe optique (110-810) et une surface circulaire frontale (106.1.2; 206.1.2; 306.1.2; 706.1.2) s’étendant perpendiculairement audit axe optique, la source lumineuse (104-804) étant disposée en face dudit dioptre d’entrée (106.1-406.1; 706.1), le dioptre de réflexion (106.2-806.2) s’étendant de manière circulaire autour du dioptre d’entrée.
- Module lumineux (102-802) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le foyer (108.1-308.1; 708.1) du système optique de projection (108-808) est situé sur la surface circulaire frontale (106.1.2; 206.1.2; 306.1.2; 706.1.2) du dioptre d’entrée (106.1-306.1; 706.1).
- Module lumineux (302; 402) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la pièce optique (306; 406) est tronquée (306.4; 406.4) au niveau du dioptre de réflexion (306.2; 406.2) de manière à former une coupure (312.3; 412.3) dans le faisceau lumineux projeté.
- Module lumineux (302; 402) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la troncature (306.4; 406.4) est par un plan ou deux plans sécants.
- Module lumineux (702; 802) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la pièce optique (706; 806) comprend une excroissance (706.4; 806.4) au niveau du dioptre de réflexion (706.2; 806.2) de manière à localement augmenter l’angle d’incidence sur ledit dioptre de réflexion, transmettre une partie des rayons lumineux et ainsi former une coupure (712.3; 812.3) dans le faisceau lumineux projeté.
- Module lumineux (902-1102) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce optique (906-1106) est un collecteur avec un dioptre d’entrée (906.1-1106.1) plan et avec le dioptre de réflexion (906.2-1106.2) formant une calotte de profil parabolique ou elliptique et positionnée en vis-à-vis dudit dioptre d’entrée (906.1-1106.1).
- Module lumineux (902-1102) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dioptre de réflexion (906.2-1106.2) présente sur une partie arrière seulement un revêtement réfléchissant.
- Module lumineux (902-1102) selon les revendications 2 et 9, caractérisé en ce que le foyer (908.1-1108.1) est situé sur la partie arrière du dioptre de réflexion (906.2-1106.2), à distance du dioptre d’entrée (906.1-1106.1).
- Module lumineux (1002; 1102) selon l’une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la pièce optique (1006; 1106) comprend une excroissance arrière (1006.4; 1106.4) formant un dioptre de sortie des rayons lumineux, adjacent à un bord arrière (1006.5; 1106.5) du dioptre de réflexion (1006.2; 1106.2), de manière à former une coupure dans le faisceau lumineux projeté.
- Module lumineux (202; 1102) selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le système optique de projection (208; 1108) est une lentille d’un seul tenant avec la pièce optique (206; 1106).
- Module lumineux (602) selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la source lumineuse est une première source lumineuse (604.1), la pièce optique est une première pièce optique (606.1), le faisceau lumineux est un premier faisceau lumineux (612.1) avec une coupure horizontale (612.3), et le système optique de projection est un premier système optique de projection (608), ledit module lumineux comprenant, en outre, une deuxième source lumineuse (604.2), une deuxième pièce optique (606.2) avec une surface réfléchissante configurée pour réfléchir, suivant l’axe optique (610) du module lumineux, des rayons lumineux émis par la deuxième source lumineuse (604.2) en un deuxième faisceau lumineux (612.2) sans coupure du module lumineux; un deuxième système optique de projection (608.2) du deuxième faisceau lumineux.
- Module lumineux (502) selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la source lumineuse est une première source lumineuse (504.1), la pièce optique est une première pièce optique (506.1), le faisceau lumineux est un premier faisceau lumineux (512.1) avec une coupure supérieure horizontale inclinée (512.1.3), et le système optique de projection est un premier système optique de projection (508.1), ledit module lumineux comprenant, en outre, plusieurs deuxièmes pièces optiques (506.2) avec des surfaces réfléchissantes configurées pour réfléchir, suivant l’axe optique (510) du module lumineux, des rayons lumineux émis par des deuxièmes sources lumineuses (504.2), en un deuxième faisceau lumineux (512.2) avec coupure supérieure horizontale (512.2.3); et un deuxième système optique de projection (508.2) du deuxième faisceau lumineux.
- Module lumineux (502; 602) selon l’une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que ledit module lumineux comprend une paroi de séparation (514; 614) s’étendant suivant l’axe optique (510; 610) entre, d’une part, la première source lumineuse (504.1; 604.1), la première pièce optique (506.1; 606.1) et le premier système optique de projection (508.1; 608.1), et, d’autre part, la ou les deuxièmes sources lumineuses (504.2; 604.2), la ou les deuxièmes pièces optiques (506.2; 606.2) et le deuxième système optique de projection (508.2; 608.2).
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