FR3118125A1 - Module lumineux imageant la surface eclairee d’un collecteur avec bloqueur de rayons parasites - Google Patents

Module lumineux imageant la surface eclairee d’un collecteur avec bloqueur de rayons parasites Download PDF

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Abstract

MODULE LUMINEUX IMAGEANT LA SURFACE ECLAIREE D’UN COLLECTEUR AVEC BLOQUEUR DE RAYONS PARASITES L’invention a trait à un module lumineux (102) comprenant une source lumineuse (104) apte à émettre des rayons lumineux ; un collecteur (106) avec une surface réfléchissante (102.6) ; un système optique (110) configuré pour projeter un faisceau lumineux en imageant une partie de la surface réfléchissante (102.6) située à l’arrière de la source lumineuse (104) ; un écran (112) situé à l’avant de la source lumineuse (104), avec une face arrière (112.1) apte à récolter des rayons lumineux (114) émis vers l’avant par la source lumineuse (104) et non-réfléchis par la surface réfléchissante (102.6) ; dans lequel l’écran (112) comprend une face d’extrémité (112.2), adjacente à la face arrière (112.1) et en vis-à-vis des rayons lumineux réfléchis (116), configurée pour éviter et/ou absorber lesdits rayons lumineux réfléchis. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 5)

Description

MODULE LUMINEUX IMAGEANT LA SURFACE ECLAIREE D’UN COLLECTEUR AVEC BLOQUEUR DE RAYONS PARASITES
L’invention a trait au domaine technique de l’éclairage et de la signalisation, plus particulièrement pour des applications dans le domaine automobile.
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 collecteur avec une surface réfléchissante de révolution avec un profil elliptique, en forme de calotte dans un demi-espace délimité par un plan horizontal. Une source lumineuse essentiellement ponctuelle, du type diode à électroluminescence, est située à un premier foyer de la 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 surface réfléchissante. Une autre surface réfléchissante, 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 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. 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.
Le document de brevet publié WO 2020/025171 A1 divulgue un module lumineux notamment pour véhicule automobile, comprenant un collecteur avec une surface réfléchissante collectant et réfléchissant les rayons lumineux émis par une source lumineuse en un faisceau lumineux, similaire à un module lumineux à plieuse. Le module lumineux comprend également un système optique de projection, tel qu’une lentille, spécifiquement configuré pour projeter le faisceau lumineux en question en formant une image de la surface réfléchissante du collecteur. A cet effet, le système optique de projection présente un foyer situé sur la surface réfléchissante, par exemple à un bord arrière de celle-ci de manière à correctement imager ledit bord et former une coupure nette dans le faisceau lumineux projeté. Certains rayons émis par la source lumineuse et non réfléchis par la surface réfléchissante du collecteur peuvent cependant atteindre le système optique de projection et dégrader le faisceau lumineux projeté. A cet effet, un écran disposé à l’avant de la source lumineuse est prévu. Cependant, ce dernier présente cependant certaines difficultés notamment en ce qui concerne son incidence sur les rayons réfléchis par la surface réfléchissante et le rencontrant et susceptible de dégrader la photométrie du faisceau souhaité et notamment de créer des rayons parasites dans le faisceau.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné.
L’invention a pour objet un module lumineux comprenant une source lumineuse apte à émettre des rayons lumineux ; un collecteur avec une surface réfléchissante configurée pour collecter et réfléchir une partie des rayons lumineux, dits rayons réfléchis, en un faisceau lumineux réfléchi suivant un axe optique ; un système optique configuré pour projeter au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi en un faisceau lumineux projeté en imageant une partie de la surface réfléchissante située, suivant une direction générale de propagation du faisceau lumineux réfléchi suivant l’axe optique, à l’arrière de la source lumineuse ; un écran situé à l’avant de la source lumineuse, suivant la direction générale de propagation du faisceau lumineux suivant l’axe optique, avec une face arrière agencée de manière à récolter des rayons lumineux directs émis vers l’avant par la source lumineuse et non-réfléchis par la surface réfléchissante ; remarquable en ce que l’écran comprend une face d’extrémité à une extrémité libre dudit écran, en vis-à-vis des rayons lumineux réfléchis, agencée de manière être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis et/ou à absorber une partie desdits rayons lumineux réfléchis.
Ainsi, l’invention permet d’optimiser la fonction d’écran de blocage des rayons émis directement par la source lumineuse, c’est-à-dire non réfléchis par la surface réfléchissante du collecteur, et susceptibles d’atteindre le système optique de projection et de dégrader le faisceau lumineux projeté, notamment au niveau de la coupure dans le cas d’un faisceau lumineux à coupure. En effet, ce blocage des rayons directs, notamment par absorption ou déviation appropriée, se réalise en évitant d’interférer de manière préjudiciable avec le faisceau lumineux projeté.
Avantageusement, la face d’extrémité est adjacente à la face arrière.
Avantageusement le faisceau lumineux projeté peut présenter une ligne de coupure, préférentiellement horizontale. L’invention est particulièrement avantageuse pour un tel faisceau, les rayons parasites éblouissants étant diminués, voire supprimés.
Le collecteur peut présenter un bord arrière dont le profil projeté par le système optique forme ladite ligne de coupure. On s’affranchit ainsi de cache, notamment de plieuse pour la réalisation de la ligne de coupure.
Avantageusement, le système optique peut présenter une zone focale située sur la surface réfléchissante du collecteur, notamment à l’arrière de la source lumineuse. Cela permet simplement d’imager la partie de la surface réflexion située à l’arrière de la source lumineuse.
Plus avantageusement, la zone focale peut être située à un bord arrière de ladite surface réfléchissante.
D’une manière générale, cette zone focale peut être un point focal, encore appelé foyer, ou peut être une ligne focale, encore appelée ligne de foyers.
Le système optique peut comprendre une lentille, ou un ou plusieurs miroirs, dont la zone focale est celle du système optique.
Ci-après sont décrits des modes avantageux mais non limitatifs de l’invention, un ou plusieurs de ces modes pouvant être combinés entre eux.
Le collecteur peut être un réflecteur concave.
Au moins une partie de ces rayons réfléchis présentent des angles d’inclinaison par rapport audit axe optique qui sont inférieurs ou égaux à 10°. Cela permet d’être dans les conditions dites de Gauss, permettant ainsi un stigmatisme.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité de l’écran peut présenter une longueur, suivant la direction générale de propagation du faisceau lumineux suivant l’axe optique, inférieure ou égale à 1mm, permettant d’éviter les rayons lumineux réfléchis.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité de l’écran peut présenter une inclinaison par rapport aux rayons lumineux réfléchis les plus proches, de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis. C’est une manière simple de réaliser l’écran en minimisant ses interférences avec les rayons réfléchis.
Avantageusement, cette inclinaison de la face d’extrémité de l’écran par rapport à l’axe optique peut être supérieure à l’inclinaison des rayons lumineux réfléchis les plus proches de ladite face d’extrémité, voire directement adjacents à cette face d’extrémité, par rapport à l’axe optique.
La face d’extrémité peut être un pan incliné orienté vers le système optique. Notamment, il peut se joindre à ladite face arrière en un angle aigu de manière à former une arête. Cela permet de minimiser d’avantage le risque d’interférence avec le faisceau réfléchi.
Notamment, cette arête peut être agencée de manière à ce qu’au niveau de cette arête les rayons les plus bas du faisceau réfléchi passent en rasant cette arête, les autres rayons réfléchis passant au-dessus. On optimise ainsi le rôle de blocage en interférant le moins possible, voire pas du tout, avec le faisceau lumineux réfléchi. Le faisceau projeté est optimisé.
Selon un mode avantageux de l’invention, le système optique présente une zone focale située sur la surface réfléchissante du collecteur, à l’arrière de la source lumineuse.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité de l’écran peut présenter une réflectance dans le spectre lumineux visible inférieure à 0.3, Cette caractéristique peut s’appliquer à la face d’extrémité notamment lorsque ladite face d’extrémité n’est pas inclinée.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’écran est en vis-à-vis de la surface réfléchissante.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’écran s’étend transversalement à l’axe optique depuis une platine supportant la source lumineuse. A titre d’exemple, l’écran peut être une pièce distincte de la platine. Alternativement, l’écran peut faire partie intégrante de la platine.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’écran est une excroissance d’un radiateur de refroidissement de la source lumineuse, ledit radiateur étant situé sur une face de la platine opposée à la source lumineuse.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’écran est un premier écran situé du même côté de l’axe optique que la source lumineuse, ledit module lumineux comprenant un deuxième écran situé du côté opposé de l’axe optique et à l’avant de la surface réfléchissante, et comprenant une face arrière configurée pour récolter des rayons lumineux directs émis vers l’avant par la source lumineuse, non-réfléchis par la surface réfléchissante et passant à côté de la face d’extrémité du premier écran et entre ladite face d’extrémité et la surface réfléchissante.
Selon un mode avantageux de l’invention, le deuxième écran comprend une face d’extrémité à une extrémité libre dudit deuxième écran et en vis-à-vis des rayons lumineux réfléchis, agencée de manière à être à l’écart des rayons lumineux réfléchis, absorber et/ou réfléchir vers une moitié inférieure du faisceau lumineux réfléchi lesdits rayons lumineux réfléchis. Avantageusement, la face d’extrémité du deuxième écran est adjacente à la face arrière dudit deuxième écran.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité du deuxième écran présente une inclinaison par rapport aux rayons lumineux réfléchis les plus proches, de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis. Avantageusement, l’inclinaison de la face d’extrémité du deuxième écran par rapport à l’axe optique est supérieure à l’inclinaison des rayons lumineux réfléchis directement adjacents à ladite face d’extrémité, par rapport à l’axe optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité du deuxième écran présente une réflectance dans le spectre lumineux visible inférieure à 0.3. Cette caractéristique peut s’appliquer à la face d’extrémité du deuxième écran notamment lorsque ladite face d’extrémité n’est pas inclinée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la face d’extrémité du deuxième écran présente une réflectance dans le spectre lumineux visible sensiblement égale à 0,9. Ici, par « sensiblement égale », on entend une égalité à +/- 10% près.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité du deuxième écran présente une courbure convexe apte à réfléchir vers la moitié inférieure du faisceau lumineux les rayons lumineux réfléchis.
Selon un mode avantageux de l’invention, le deuxième écran est situé à l’avant de la surface réfléchissante du collecteur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le deuxième écran est supporté par le collecteur. Par exemple, le deuxième écran peut être formé intégralement avec le collecteur.
L’invention a également pour objet un projecteur de véhicule automobile, comprenant un module lumineux selon l’invention.
Les mesures de l’invention sont avantageuses en ce qu’elles permettent d’éviter de perturber le faisceau lumineux projeté par des rayons lumineux parasites, et ce de manière efficace et simple. En particulier, le fait de prévoir un écran avec une face d’extrémité spécialement dimensionnée et/configurée pour éviter de renvoyer de manière parasite des rayons réfléchis par la surface réfléchissante dans le faisceau lumineux projeté.
Aussi, le fait de prévoir un deuxième écran du côté opposé au premier écran par rapport à l’axe optique du module lumineux permet de contrôler la partie des rayons émis vers l’avant par la source lumineuse et non réfléchis par la surface réfléchissante.
est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
est une vue en perspective du collecteur du module lumineux de la ;
est une vue de la surface intérieure du collecteur du module lumineux de la , depuis l’extérieur suivant l’axe optique ;
est une représentation graphique de l’image lumineuse du faisceau d’éclairage produit par le module lumineux de la ;
est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
est une représentation schématique, en vue de côté, d’une variante du module lumineux du deuxième mode de réalisation de l’invention de la ;
est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;
correspond à la du troisième mode de réalisation de l’invention, illustrant l’inclinaison des faces d’extrémité des écrans ;
est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ;
est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un cinquième mode de réalisation de l’invention ;
est une représentation schématique, en vue du haut, d’un module lumineux selon le cinquième mode de réalisation de l’invention tout en s’appliquant à chacun des différents modes de réalisation de l’invention ;
est une représentation en perspective de réalisation d’un écran avec une face d’extrémité inclinée et intégralement formé avec un radiateur de refroidissement ;
est une représentation en perspective de réalisation d’un écran avec une face d’extrémité davantage inclinée et intégralement formé avec un radiateur de refroidissement.
Description détaillée
Les figures 1 à 4 illustrent un premier mode de réalisation d’un module lumineux selon l’invention.
La est une représentation schématique, en vue de côté, du module lumineux et de son principe de fonctionnement. Le module lumineux 2 comprend, essentiellement, une source lumineuse 4, un collecteur 6 apte à réfléchir les rayons lumineux émis par la source lumineuse 4 pour former un faisceau lumineux suivant un axe optique 8 du module, et une lentille de projection 10 dudit faisceau. D’autres systèmes optiques de projection que la lentille de projection sont envisageables, comme notamment un ou plusieurs miroirs.
Ici, comme d’une manière générale selon l’invention, la source lumineuse 4 est avantageusement du type à semi-conducteur, comme notamment une diode à électroluminescence. Notamment, la source lumineuse 4 émet des rayons lumineux dans un demi-espace délimité par le plan principal de ladite source, dans une direction principale perpendiculaire audit plan et à l’axe optique 8.
Le collecteur 6 comprend un corps principal 6.1 en forme de coque ou calotte, et une surface réfléchissante 6.2 sur la face intérieure du corps principal 6.1. La surface réfléchissante 6.2 peut présenter avantageusement un profil du type elliptique ou parabolique. Elle est avantageusement une surface de révolution autour d’un axe parallèle à l’axe optique. Alternativement, il peut s’agir d’une surface de forme libre (en langue anglaise free form). Elle peut aussi comporter plusieurs secteurs. Le collecteur 6 en forme de coque ou de calotte est avantageusement réalisé dans des matériaux présentant une bonne tenue à la chaleur, par exemple du verre ou des polymères synthétiques comme du polycarbonate (PC) ou du polyéther imide (PEI).
L’expression « type parabolique » s’applique de manière générale à des réflecteurs dont la surface présente un seul foyer, c'est-à-dire une zone de convergence des rayons lumineux telle que les rayons lumineux émis par une source lumineuse placée au niveau de cette zone de convergence sont projetés à grande distance après réflexion sur la surface. Projeté à grande distance signifie que ces rayons lumineux ne convergent pas vers une zone située à au moins 10 fois les dimensions du réflecteur. Autrement dit les rayons réfléchis ne convergent pas vers une zone de convergence ou, s’ils convergent, cette zone de convergence est située à une distance supérieure ou égale à 10 fois les dimensions du réflecteur. Une surface de type parabolique peut donc présenter ou non des portions paraboliques. Un réflecteur présentant une telle surface est notamment être utilisé seul pour créer un faisceau lumineux.
La source lumineuse 4 est disposée à un foyer de la surface réfléchissante 6.2 de manière à ce que ses rayons soient collectés et réfléchis en un faisceau lumineux réfléchi suivant l’axe optique. Au moins une partie de ces rayons réfléchis présentent des angles d’inclinaison α par rapport audit axe optique qui sont inférieurs ou égaux à 10°, de manière à être dans les conditions dites de Gauss, permettant d’obtenir un stigmatisme, c’est-à-dire une netteté de l’image projetée. Il s’agit avantageusement des rayons réfléchis par la partie arrière de la surface réfléchissante 6.2.
La lentille de projection 10 est avantageusement une lentille plan-convexe, c’est-à-dire avec une face d’entrée 10.1 plane et une face de sortie 10.2 convexe. La lentille 10 est dite mince, par exemple inférieure à 6mm, en raison de la faible inclinaison des rayons à dévier. La lentille 10 présente un foyer 10.3 qui est situé le long de l’axe optique 8, au niveau de la source lumineuse 4 ou encore en arrière de ladite source. En l’occurrence le foyer 10.3 est situé sur la surface réfléchissante 6.2 du collecteur 6, plus précisément à son bord arrière, ici également bord inférieur.
La surface réfléchissante, si elle est du type elliptique, présente un deuxième foyer 6.3 situé à l’avant de la lentille 10 et à distance de l’axe optique 8. Il est à noter qu’il est aussi possible que ce foyer soit situé à l’arrière de la lentille et/ou sur l’axe optique, de préférence à proximité de la lentille, de manière à réduire la largeur du faisceau au niveau de la face d’entrée de la lentille.
Le module lumineux 2 comprend un écran 12 disposé à l’avant de la source lumineuse 4 et en vis-à-vis de la surface réfléchissante 6.2 du collecteur 6, avec une face arrière 12.1 apte à collecter les rayons lumineux directs 14 émis vers l’avant directement par la source en question 4, c’est-à-dire ne rencontrant pas la surface réfléchissante 6.2. Une telle mesure est utile pour éviter la présence de rayons lumineux parasites susceptibles de participer à la formation du faisceau lumineux sans pour autant être à proprement parler imagés. Ces rayons directs 14, en particulier ceux qui sont parallèles ou quasi-parallèles à l’axe optique 8, vont alors potentiellement éclairer une partie supérieure du faisceau lumineux, ce qui n’est pas désirable dans le cas d’un faisceau d’éclairage à coupure.
La face arrière 12.1 de l’écran 12 est avantageusement opaque afin d’absorber les rayons directs 14, émis vers l’avant directement par la source lumineuse 4, étant entendu qu’il est également envisageable qu’elle soit réfléchissante en vue de réfléchir ces rayons vers une zone d’absorption.
L’écran 12 s’étend suivant une direction principale transversale, avantageusement perpendiculaire à l’axe optique 8. Il présente une face d’extrémité 12.2 en vis-à-vis des rayons 16 réfléchis par la surface réfléchissante 6.2. La face d’extrémité 12.2 est adjacente à la face arrière 12.1. On peut observer à la que parmi les rayons 16 réfléchis par la surface réfléchissante 6.2, les rayons les plus proches directement adjacents à la face d’extrémité 12.2 ne sont que très peu perturbés par ladite surface en raison de sa faible largeur suivant la direction de l’axe optique 8. Les rayons réfléchis 16 incidents sur cette face d’extrémité 12.2 sont absorbés, réfléchis ou une combinaison des deux, en fonction des propriétés de réflectance optique de ladite face. Le flux lumineux associé à ces rayons est réduit de sorte que la partie de ces rayons réfléchis est négligeable. A cet effet, la largeur de la face d’extrémité 12.2 est avantageusement inférieure ou égale à 1mm.
En pratique un tel écran 12 mince, sous forme de lame, peut être réalisé à partir d’une portion de tôle métallique, dont l’épaisseur forme la largeur de l’écran 12.
La est une vue arrière, en perspective, du collecteur 6 du module lumineux 2 de la . On peut observer la forme de coquille ou calotte du corps principal 6.1, ainsi que le fait que la surface réfléchissante (non visible) présente un bord avant 6.2.1 et un bord arrière 6.2.2. Compte-tenu du fait que le corps principal 6.1 et par voie de conséquence la surface réfléchissante 6.2, forment une coque, notamment globalement symétrique en révolution. Cette coque est délimitée par un plan, le plan en question comprend une partie du bord arrière 6.2.2. Ce dernier s’étend latéralement de part et d’autre de l’axe de révolution. Lorsque la surface réfléchissante 6.2 est éclairée par la source lumineuse, elle est alors illuminée sur la totalité de sa surface, celle-ci étant délimitée par les bords avant 6.2.1 et arrière 6.2.2.
La est une représentation de l’intensité lumineuse au niveau de la surface réfléchissante 6.2 vue depuis l’extérieur, suivant l’axe optique. Plus spécifiquement, l’éclairement de la surface, à savoir la puissance du rayonnement électromagnétique frappant par unité de surface perpendiculaire à sa direction, exprimée en W/m2. La zone 6.2.3 couvrant la majorité de la surface, correspond à des éclairements plus faibles alors que la zone centrale 6.2.4 correspond à des éclairements plus grands. On peut observer que la zone 6.2.3 est délimitée de manière nette par les bords 6.2.1 et 6.2.2. En d’autres termes, la surface éclairée 6.2 présente naturellement des bords nets apte à former des coupures dans le faisceau d’éclairage projeté imageant cette surface.
La est une représentation graphique de l’image projetée par le module lumineux de la , notamment sur un écran vertical situé à 25 mètres du module lumineux. L’axe horizontal et l’axe vertical se croisent au niveau de l’axe optique du module lumineux. Les courbes sont des isolux, c’est-à-dire correspondent aux zones du faisceau lumineux qui présentent un même éclairement exprimé en lux. Les courbes au centre correspondent à un niveau d’éclairement plus élevé qu’à la périphérie. On peut observer que le faisceau lumineux produit présente une coupure horizontale, essentiellement au niveau de l’axe horizontal, légèrement en dessous, notamment de 1 degrés. La coupure est sensiblement droite. En tout état de cause, la coupure horizontale est réalisée par le bord 6.2.2 ( ) qui est le bord arrière ( ) de la surface réfléchissante 6.2 du collecteur 6.
La est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation du module lumineux (figures 1 à 4) sont utilisés pour désigner les mêmes éléments ou éléments correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec les figures 1 à 4.
Le deuxième mode de réalisation est similaire au premier mode de réalisation et s’en distingue essentiellement en ce que l’écran 112 est massif, c’est-à-dire ne forme pas une lame mince comme l’écran 12 à la . Compte tenu de la massivité de l’écran 112, la face d’extrémité 112.2 présente une longueur suivant la direction de l’axe optique 108 suffisante pour perturber, par réflexion de rayons réfléchis 116 sur ladite face d’extrémité 112.2, le faisceau lumineux réfléchi, et ainsi le faisceau lumineux projeté. Pour cette raison, la face d’extrémité 112.2 est inclinée vers le système optique par rapport à l’axe optique 108 davantage que les rayons réfléchis 116 directement adjacents, de manière à éviter les rayons en question. De la sorte, seule la face arrière 112.1 de l’écran 112 récolte les rayons directs 114, émis vers l’avant directement par la source lumineuse 104.
Comme cela est visible, la source lumineuse 104 est disposée sur une platine 118 pouvant également supporter l’écran 112. Cette mesure est applicable aux autres modes de réalisation, notamment le premier mode.
Comme cela est également visible à la , la lentille de projection 110 est du type biconvexe, à savoir que chacune des faces d’entrée 110.1 et de sortie 110.2 est convexe. Il est entendu que la lentille plan-convexe du premier mode est applicable à ce deuxième mode de réalisation et vice versa.
La représente une variante du deuxième mode de réalisation à la . Selon cette variante, l’écran 112’ est intégralement formé avec un radiateur 120 de refroidissement de la source lumineuse 104. Ce dernier est disposé sous la platine 118’, c’est-à-dire sur une des deux faces principales de ladite platine 118’, opposée à l’autre desdites deux faces, supportant la source lumineuse 104. En l’occurrence, la platine 118’ présente un orifice au travers duquel s’étend l’écran 112’, étant toutefois entendu qu’il est également possible que l’écran 112’ s’étende à l’avant de la platine 118’.
D’une manière générale selon l’invention, comme ici, la platine 118’ peut être une carte de circuit imprimé portant la source lumineuse. On peut également prévoir que la source lumineuse soit directement montée sur le radiateur et connectée à la carte de circuit imprimé par des pistes, notamment des ponts filaires (wire bonding en langue anglaise).
La est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du deuxième mode de réalisation du module lumineux ( ) sont utilisés pour désigner les mêmes éléments ou éléments correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans le cadre du deuxième mode de réalisation.
Le module lumineux 202 selon ce troisième mode de réalisation comprend un deuxième écran 222, distinct du premier écran 212 et situé d’un côté de l’axe optique 208 qui est opposé à celui où se trouve le premier écran 212. Le deuxième écran 222 est configuré pour bloquer les rayons lumineux 214.2 émis vers l’avant par la source lumineuse, non-réfléchis par la surface réfléchissante et passant outre le premier écran 212. A cet effet, le deuxième écran 222 comprend une face arrière 222.1 récoltant ces rayons 214.2. Similairement au premier écran 212, le deuxième écran 222 s’étend suivant une direction principale transversale, avantageusement perpendiculaire, à l’axe optique 208. Il comprend une face d’extrémité 222.2 en vis-à-vis des rayons 216 réfléchis par la surface réfléchissante 206.2 du collecteur 206. Cette face d’extrémité 222.2 est directement adjacente à la face arrière 222.1. Elle est inclinée par rapport à l’axe optique 208 davantage que les rayons réfléchis 216 les plus proches, c’est-à-dire directement adjacents à la face en question, de manière à éviter ces rayons en question. En d’autres termes, ces rayons passent devant l’arête formée par l’intersection de la face arrière 222.1 avec la face d’extrémité 222.2, sans rencontrer ladite face d’extrémité 222.2. Ces rayons ne sont ainsi pas déviés. Seuls les rayons directs 214.2, émis vers l’avant directement par la source lumineuse, rencontrant la face arrière 222.1 du deuxième écran sont bloqués par absorption, réflexion ou une combinaison des deux.
La correspond essentiellement à la , à savoir une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon le troisième mode de réalisation de l’invention, illustrant les inclinaisons des faces d’extrémités des premier et deuxième écrans 212 et 222.
On peut observer que les rayons 216 réfléchis par la surface réfléchissante 206.2 du collecteur 306 présentent des angles d’inclinaison α1et α2par rapport à l’axe optique 208, l’angle α1concernant les rayons passant en dessous de l’axe optique 208 et l’angle α2concernant les rayons passant au-dessus de l’axe optique 208. La face d’extrémité 212.2 du premier écran 212, situé en dessous de l’axe optique 208 est inclinée d’un angle β1> α1. Similairement, la face d’extrémité 222.2 du deuxième écran 222, situé au-dessus de l’axe optique 208 est inclinée d’un angle β2> α2. Pour les deux faces d’extrémité 212.2 et 222.2, les inclinaisons sont considérées par rapport à une arête correspondant à l’intersection de la face arrière 212.1 ou 222.1 avec la face d’extrémité 212.2 ou 222.2. En d’autres termes, les inclinaisons β1et β2de chacune des faces d’extrémité 212.1 et 222.1 sont telles que chacune desdites faces s’éloigne progressivement des rayons réfléchis 216 passant directement devant l’arête formée par l’intersection de la face arrière 212.1 ou 222.1 avec la face d’extrémité 212.2 ou 222.2, en s’éloignant de ladite arête dans la direction de propagation des rayons réfléchis 216.
La est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du troisième mode de réalisation du module lumineux ( ) sont utilisés pour désigner les mêmes éléments ou éléments correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans le cadre du troisième mode de réalisation.
Le module lumineux 302 selon le quatrième mode de réalisation se distingue du troisième mode de réalisation, essentiellement en ce que les faces d’extrémité 312.2 et 322.2 des premier et deuxième écrans 312 et 322, respectivement, ne sont pas inclinées davantage que les rayons réfléchis 316 passant à proximité desdits faces mais présentent des propriétés d’absorption de la lumière, exprimées par un taux de réflectance pour la lumière visible inférieur ou égal à 30%, préférentiellement 20%, plus préférentiellement encore 10%. Cela signifie que les rayons réfléchis 316 d’extrémités du faisceau lumineux dirigé vers la lentille 310 rencontrant les faces d’extrémité 312.2 et 322.2 sont absorbés, du moins majoritairement. S’il y a des réflexions, celles-ci sont minoritaires et négligeables.
La est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un cinquième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du quatrième mode de réalisation du module lumineux ( ) sont utilisés pour désigner les mêmes éléments ou éléments correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans le cadre du quatrième mode de réalisation.
Le module lumineux 402 selon le cinquième mode de réalisation se distingue du quatrième mode de réalisation, essentiellement en ce que la face d’extrémité 422.2 du deuxième écran 422 est arrondie et réfléchissante.
Comme cela est visible à la , les rayons directs 414.2 rencontrant la face d’extrémité 422.2 sont réfléchis vers une partie inférieure, en l’occurrence la moitié inférieure, de la lentille de projection 410. L’inclinaison des rayons réfléchis est telle que ces rayons vont être projetés vers une partie basse du faisceau lumineux. En référence à la illustrant l’image lumineuse du faisceau d’éclairage produit un module lumineux tel que celui de la mais aussi des figures 5 à 10, les rayons réfléchis par la face d’extrémité 422.2 du deuxième écran vont, une fois projetés par la lentille de projection 410, participer à la formation de l’image lumineuse à distance du bord de coupure horizontale. Ces rayons ne vont donc pas perturber de manière significative l’image lumineuse produite. Cette mesure permet par ailleurs d’optimiser le rendement lumineux en récupérant de la lumière sinon perdue. Les propriétés réflectives de la face d’extrémité peuvent aussi être obtenues facilement lorsque l’écran est réalisé en un matériau naturellement réflectif comme l’aluminium.
La est une représentation schématique, en vue du haut, du module lumineux selon le cinquième mode de réalisation de l’invention, tout en s’appliquant à chacun des différents modes de réalisation de l’invention.
On peut observer que le premier écran 412 présente une largeur, suivant une direction perpendiculaire à l’axe optique 408, qui est limitée et déterminée par le faisceau lumineux formé par les rayons 414 émis vers l’avant directement par la source lumineuse 404 et susceptibles de rencontrer la lentille 410. On observe également que le deuxième écran 422 présente une largeur, suivant la direction perpendiculaire à l’axe optique 408, qui est plus importante que celle du premier écran 412, déterminée par le faisceau lumineux formé par les rayons 416 réfléchis par la surface réfléchissante 406.2 du collecteur 406, et susceptibles de rencontrer la lentille 410. A cet effet, le deuxième écran 422 peut présenter un profil courbe dans le plan de la vue de la . Dans ce cas, la face arrière 422.1 du deuxième écran présente un profil courbe concave.
La est une représentation en perspective de réalisation d’un écran avec une face d’extrémité inclinée et intégralement formé avec un radiateur de refroidissement, comme dans la deuxième mode de réalisation aux figures 5 et 6.
On peut observer à la une platine 118 supportant plusieurs sources lumineuses 104 et un écran 112 disposé à l’avant de chacune des sources lumineuses 104. En l’occurrence les écrans 112 sont intégralement formés avec un dissipateur de chaleur en matériau conducteur de la chaleur comme de l’aluminium ou une matière plastique spécifique. La géométrie de l’écran 112 situé au centre de la figure est schématisée par une enveloppe en forme de U renversé. On peut observer l’inclinaison d’un angle β1.
La est une représentation en perspective de réalisation d’un écran avec une face d’extrémité inclinée et intégralement formé avec un radiateur de refroidissement, comme dans la deuxième mode de réalisation aux figures 5 et 6, en alternative à la .
On peut observer que la face d’extrémité 112.2 présente une inclinaison d’un angle β1plus grand qu’à la . Aussi, la face d’extrémité 112.2 est confondue avec une face avant de l’écran contrairement à la où l’écran présente une face avant distincte.
De manière générale, les différents modules lumineux décrits ci-avant peuvent être intégrés dans un dispositif d’éclairage en combinaison avec d’autres modules lumineux. Aussi, pour des raisons de clarté d’exposé, la source lumineuse et le collecteur sont présentés, chacun, comme uniques. Il est toutefois entendu que certains modules lumineux selon l’invention peuvent comprendre plusieurs sources lumineuses et/ou plusieurs collecteurs, en particulier plusieurs collecteurs disposés côte-à-côte ayant chacun une source lumineuse et un écran associé.

Claims (16)

  1. Module lumineux (2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402) comprenant :
    - une source lumineuse (4 ; 104 ; 204 ; 304 ; 404) apte à émettre des rayons lumineux;
    - un collecteur (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406) avec une surface réfléchissante (6.2 ; 102.6 ; 202.6 ; 302.6 ; 402.6) configurée pour collecter et réfléchir une partie des rayons lumineux, dits rayons lumineux réfléchis, en un faisceau lumineux réfléchi suivant un axe optique (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408);
    - un système optique (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410) configuré pour projeter au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi en un faisceau lumineux projeté en imageant une partie de la surface réfléchissante (6.2 ; 102.6 ; 202.6 ; 302.6 ; 402.6) située, suivant une direction générale de propagation du faisceau lumineux réfléchi suivant l’axe optique (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408), à l’arrière de la source lumineuse (4 ; 104 ; 204 ; 304 ; 404) ;
    - un écran (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412) situé à l’avant de la source lumineuse (4 ; 104 ; 204 ; 304 ; 404), suivant la direction générale de propagation du faisceau lumineux suivant l’axe optique (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408), avec une face arrière (12.1 ; 112.1 ; 212.1 ; 312.1 ; 412.1) agencée de manière à récolter des rayons lumineux directs (14 ; 114 ; 214.1 ; 314.1 ; 414.1) émis vers l’avant par la source lumineuse (4 ; 104 ; 204 ; 304 ; 404) et non-réfléchis par la surface réfléchissante (6.2 ; 102.6 ; 202.6 ; 302.6 ; 402.6) ;
    caractérisé en ce que
    l’écran (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412) comprend une face d’extrémité (12.2 ; 112.2 ; 212.2 ; 312.2 ; 412.2), à une extrémité libre de l’écran et en vis-à-vis des rayons lumineux réfléchis (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416), agencée de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis et/ou à absorber une partie desdits rayons lumineux réfléchis.
  2. Module lumineux (6) selon la revendication 1, dans lequel la face d’extrémité (12.2) de l’écran (12) présente une longueur, suivant la direction générale de propagation du faisceau lumineux suivant l’axe optique (8), inférieure ou égale à 1mm, permettant d’éviter les rayons lumineux réfléchis (16).
  3. Module lumineux (102 ; 202) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la face d’extrémité (112.2 ; 212.2) de l’écran (112 ; 212) présente une inclinaison par rapport aux rayons lumineux réfléchis (116 ; 216) les plus proches, de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis.
  4. Module lumineux (2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le système optique (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410) présente une zone focale (10.3 ; 110.3) située sur la surface réfléchissante (6.2 ; 102.6 ; 202.6 ; 302.6 ; 402.6) du collecteur (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406), à l’arrière de la source lumineuse (4 ; 104 ; 204 ; 304 ; 404).
  5. Module lumineux (302 ; 402) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la face d’extrémité (312.2 ; 412.2) de l’écran (312 ; 412) présente une réflectance dans le spectre lumineux visible inférieure à 0.3.
  6. Module lumineux (2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’écran (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412) est en vis-à-vis de la surface réfléchissante (6.2 ; 102.6 ; 202.6 ; 302.6 ; 402.6).
  7. Module lumineux (102 ; 202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’écran (112 ; 212 ; 312 ; 412) s’étend transversalement à l’axe optique (108 ; 208 ; 308 ; 408) depuis une platine (118 ; 218 ; 318 ; 418) supportant la source lumineuse (104 ; 204 ; 304 ; 404).
  8. Module lumineux (102) selon la revendication 7, dans lequel l’écran (112’) est une excroissance d’un radiateur (120) de refroidissement de la source lumineuse (104), ledit radiateur étant situé sur une face de la platine (118) opposé à la source lumineuse (104).
  9. Module lumineux (202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’écran (212 ; 312 ; 412) est un premier écran situé du même côté de l’axe optique (208 ; 308 ; 408) que la source lumineuse (204 ; 304 ; 404), ledit module lumineux comprenant un deuxième écran (222 ; 322 ; 422) situé du côté opposé de l’axe optique (208 ; 308 ; 408) et à l’avant de la surface réfléchissante (206.2 ; 306.2 ; 406.2), et comprenant une face arrière (222.1 ; 322.1 ; 422.1) configurée pour récolter des rayons lumineux directs (214.2 ; 314.2 ; 414.2) émis vers l’avant par la source lumineuse (204 ; 304 ; 404), non-réfléchis par la surface réfléchissante (206.2 ; 306.2 ; 406.2) et passant à côté de la face d’extrémité (212.2 ; 312.2 ; 412.2) du premier écran (212 ; 312 ; 412) et entre cette face d’extrémité et la surface réfléchissante.
  10. Module lumineux (202 ; 302 ; 402) selon la revendication 9, dans lequel le deuxième écran (222 ; 322 ; 422) comprend une face d’extrémité, (222.2 ; 322.2 ; 422.2) à une extrémité libre du deuxième écran et en vis-à-vis des rayons lumineux réfléchis (216 ; 316 ; 416), agencée de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis, à absorber et/ou réfléchir vers une moitié inférieure du faisceau lumineux réfléchi lesdits rayons lumineux réfléchis.
  11. Module lumineux (202) selon la revendication 10, dans lequel la face d’extrémité (222.2) du deuxième écran (222) présente une inclinaison par rapport aux rayons lumineux réfléchis (216) les plus proches, de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis.
  12. Module lumineux (302) selon la revendication 10, dans lequel la face d’extrémité (322.2) du deuxième écran (322) présente une réflectance dans le spectre lumineux visible inférieure à 0.3.
  13. Module lumineux (402) selon la revendication 10, dans lequel la face d’extrémité (422.2) du deuxième écran (422) présente une courbure convexe apte à réfléchir vers la moitié inférieure du faisceau lumineux les rayons lumineux réfléchis.
  14. Module lumineux (202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 9 à 13, dans lequel le deuxième écran (222 ; 322 ; 422) est situé à l’avant de la surface réfléchissante (206.2 ; 306.2 ; 406.2) du collecteur (206 ; 306 ; 406).
  15. Module lumineux (202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 9 à 14, dans lequel le deuxième écran (222 ; 322 ; 422) est supporté par le collecteur (206 ; 306 ; 406).
  16. Projecteur de véhicule comprenant un module lumineux selon l’une des revendications précédentes.
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