WO2013104785A1 - Lentille pour module optique de véhicule automobile - Google Patents

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WO2013104785A1
WO2013104785A1 PCT/EP2013/050566 EP2013050566W WO2013104785A1 WO 2013104785 A1 WO2013104785 A1 WO 2013104785A1 EP 2013050566 W EP2013050566 W EP 2013050566W WO 2013104785 A1 WO2013104785 A1 WO 2013104785A1
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WO
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lens
patterns
optical
optical module
vertical
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/050566
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English (en)
Inventor
Antoine De Lamberterie
Paul Racine
Original Assignee
Valeo Vision
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Publication date
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Priority to CN201380005309.3A priority patent/CN104040250A/zh
Priority to EP13700379.4A priority patent/EP2805102A1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/275—Lens surfaces, e.g. coatings or surface structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/255—Lenses with a front view of circular or truncated circular outline

Definitions

  • the invention relates to a lens for a motor vehicle optical module and to a motor vehicle optical module comprising such a lens.
  • the optical device of a first vehicle must generate an optical beam having a horizontal cut-off line, mainly located below the horizon line, to avoid dazzling second vehicle drivers. crossing or preceding this first vehicle.
  • the optical device with a cover and a lens arranged so as to generate this cutoff line, the cover being able to be formed by a horizontal reflective surface, also called a folder.
  • the optical device of a first vehicle In order to perform the road function, the optical device of a first vehicle must generate an optical beam illuminating above the horizon line. To avoid dazzling drivers of second vehicles crossing or preceding the first vehicle, the road beam must be deactivated when the first vehicle crosses or follows second vehicles.
  • selective route function allows an optical device to illuminate on both sides of second detected vehicles.
  • FIG. 1 represents an Isolux diagram 100 of an optical beam providing this selective route function, that is to say comprising a corresponding shadow zone 102. to a detected vehicle 104 whose sides are illuminated.
  • the lighting beam in which the shadow area 102 is generated is obtained by means of a code beam (curves 106 in solid lines) and two complementary beams (dotted curves 108) positioned in the figure 1 on either side of the detected vehicle 104.
  • the present invention comprises the observation that, the creation of such a shadow zone 102 causing the creation of vertical cut lines 1 10, the sharpness of these lines of vertical cuts 1 10 must be able to be adjusted differently from the sharpness of the horizontal cut lines 1 12 and 1 14 of the code beam and the complementary beam.
  • the criteria for optimizing these cut-off lines determined from real tests appear distinct, namely:
  • the present invention relates to a lens for a motor vehicle optical module characterized in that it comprises a series of patterns on an optical surface.
  • the invention makes it possible to increase the comfort and safety of driving with a lighting device. including implementing a selective route function. Fact :
  • the sharpness of the horizontal cut-off lines can be relatively small in order to avoid annoying alternations of contrasts, or even to limit these contrasts, and secondly
  • the sharpness of the vertical cutoff lines can be relatively strong to avoid any risk of dazzling of a driver located in the masked area of the driving beam.
  • Another advantage of the invention lies in the simple, static and definitive installation of the patterns at the level of the lens, which makes it possible to provide a lighting device at a reduced cost and complexity compared to devices comprising mobile optical elements.
  • the invention also relates to a lens for a motor vehicle optical module comprising a series of patterns on an optical surface of entry or exit of the lens, said patterns extending in a preferred direction. it allows to obtain a diffusion in a privileged plane perpendicular to said privileged direction.
  • This makes it possible to use the lens in an optical module generating a beam with at least one vertical cut and at least one horizontal cut, with the lens arranged so that the patterns extend substantially horizontally; in this case, thanks to this lens, the at least one vertical cutoff line will be sharper than the at least one horizontal cutoff line.
  • This lens is for example particularly useful for an optical module generating a beam delimited by a vertical cut on one of its sides and by a lower horizontal cutoff.
  • the patterns are located only on a central area of the optical surface. This makes it possible to reduce the effects due to the chromatic phenomenon.
  • the central zone extends over a width representing between 10 and 40% of the width of the optical surface.
  • the central zone extends over a length representing between 30 and 100% of the length of the optical surface.
  • the patterns are obtained by a modulation of thickness on the surface of the lens following a regular profile. This is a simpler embodiment to achieve.
  • the thickness modulation on the surface of the lens is a waviness, in particular a trigonometric modeling.
  • the amplitude of the modulation and the pitch of the modulation are constant.
  • the amplitude decreases as a function of the position on the lens; in particular in one embodiment the amplitude of the lens decreases exponentially. This makes it possible to obtain a more homogeneous beam.
  • the step can also be constant.
  • the entrance surface and the exit surface of the lens are provided with series of patterns.
  • the patterns are streaks.
  • the lens will be simpler to achieve, especially by molding.
  • the patterns extend over a central area of the surface of the lens.
  • the lens is a one-piece piece, in particular obtained by molding.
  • the patterns extending in a preferred direction are located only on a central zone of the optical surface, the peripheral zones outside this central zone having a exit surface provided with microstructures formed by unevennesses generated on its output surface, said microstructures being arranged to diffuse the rays in all directions.
  • This makes it possible to use the lens in an optical module generating a beam with at least one vertical cut and at least one horizontal cut, so that rays transmitted by these microstructures are transmitted in directions passing above and below the horizontal cut line and also to the right and left of the vertical cut. The reduction of sharpness is therefore performed on the horizontal and vertical cuts.
  • the central structure of the lens which captures the maximum luminous flux and only reduces the sharpness horizontally, we will always have a beam whose cut will be less marked horizontally than vertically, but the vertical cut will not be too brutal.
  • the chromatic properties of the generated beam even though, according to an observation peculiar to the invention, the rays diffused by the central part of a lens are more interesting to diffuse. above the cutoff line as the rays scattered by the periphery of the lens. As a result, the latter exhibit a more marked chromatic (color iridescence) phenomenon and thus less participate in white light scattering.
  • the microstructures can be produced according to a method for manufacturing a lens for a motor vehicle lighting module, said method being intended to generate on the exit surface of the peripheral zones of said lens microstructures formed by unevennesses, the process comprising the following steps:
  • this same method can be applied to different lenses so as to generate different levels of sharpness cut line specific to each lens.
  • it is sufficient to associate a distinct profile of unevenness with each lens to obtain a specific level of sharpness.
  • it is sufficient to increase a dimension of the unevenness (depth, height or opening) to increase the diffusion of optical rays in different directions and, consequently, reduce the sharpness of the cut line.
  • the method comprises the step of generating the unevenness of the microstructures so that each slope has an axis of symmetry, for example an axis of revolution or an axis of rotation.
  • the contour of the drop in a plane perpendicular to the axis of symmetry is circular or elliptical, the latter variant allowing in particular to have a variable profile in different directions so that the diffusion by the microstructures can be adjusted independently according to these different directions.
  • the axis of symmetry of each drop is parallel to an axis normal to the exit surface of the lens and / or to an optical axis of the lens at the mesh.
  • the profile of each elevation is predetermined according to the distance from its mesh to a central portion of the lens so that at least one same dimension, for example a depth or height and / or an aperture can correspond to a diameter, decreases decreases with this distance.
  • the edges of the drop are located in the mesh at the exit surface of the lens.
  • the profile of the unevenness is predetermined by means of a mathematical modeling of its surface, typically a modeling polynomial which allows a better control of the cut which in particular makes it possible to limit the offset of the maximum of contrast, even to avoid the creation of a double break.
  • the method comprises the step of generating secondary elevations located between different meshes.
  • the microstructures are formed by unevennesses, these unevenness being generated on its output surface in accordance with a method of manufacturing said microstructures previously described:
  • the unevenness forms a mesh on the exit surface of said lens such that each mesh has similar dimensions
  • the unevenness has a profile depending on the position of the mesh on the exit surface of the lens.
  • the unevenness can be constituted by recesses, reliefs, or a combination of recesses and reliefs.
  • the surface of the unevenness is continuous, so as not to have any jump or discontinuity of these unevennesses.
  • the surface of the unevenness is continuously differentiable, so as not to have angular points.
  • the invention also relates to an optical module for a motor vehicle provided with means capable of generating a light beam intended to illuminate the road, these means comprising at least one cover and a lens arranged so as to generate at the output of the lens a beam exhibiting minus one vertical cutoff line and at least one horizontal cutoff line, at least one optical input or output surface of the lens comprising a series of patterns arranged to reduce the sharpness of the one or more horizontal cutoff lines relatively the sharpness of the line or lines of vertical cuts.
  • said beam comprises a vertical cutoff line and a horizontal cutoff line.
  • the lens of the optical module is a lens according to one of the preceding embodiments.
  • the lighting module of a motor vehicle comprises a lens according to the invention having an exit surface provided with microstructures formed by unevennesses generated on its exit surface, the unevenness being generated on its surface. output in accordance with a method of manufacturing said microstructures previously described:
  • the unevenness forms a mesh on the exit surface of said lens such that each mesh has similar dimensions
  • the unevenness has a predetermined profile depending on the position of the mesh on the exit surface of the lens.
  • the patterns extend horizontally across the optical surface of the optical lens. This makes it possible to have a diffusion in a vertical plane, this makes it possible to use the lens in an optical module generating a vertical cut beam and a horizontal cutoff, having a vertical cut that is sharper than the horizontal cutoff.
  • the patterns are obtained by a thickness modulation at the surface of the lens according to a regular profile obtained from a periodic function of a vertical thickness variation having an amplitude (a) and a pitch ( p) given.
  • the patterns are streaks that extend horizontally over an entire central area of the lens surface.
  • FIG. 1 is an Isolux diagram of an optical beam performing a selective route function
  • FIG. 2 represents a lens according to the invention as well as a detailed view of its surface
  • FIG. 3 is a representative diagram of the deviations of light rays implemented in the invention.
  • FIGS. 4 and 5 are two Isolux diagrams of a selective route beam transmitted respectively by a lens according to the prior art and by a lens according to the invention
  • FIG. 6 illustrates an optical module according to the present invention
  • FIG. 7a illustrates an alternative embodiment of the modulations on the lens according to the present invention
  • FIG. 7b illustrates the variations of the intensity gradient of the diagram of FIG. 5, obtained with the modulation variant of FIG. 7a
  • FIG. 8a illustrates another alternative embodiment of the modulations on the lens according to the present invention, the scales of the X and Z axes being respectively identical to those of the X and Z axes of FIG. 7a,
  • FIG. 8b illustrates the variations of the intensity gradient of the diagram of FIG. 5, obtained with the modulation variant of FIG. 8a, the scales of the X and Z axes being respectively identical to those of the X and Z axes of FIG. 7b,
  • FIGS. 9 and 10 represent different embodiments of mesh formed on the surface of a lens according to a step of a manufacturing method according to a particular embodiment of the invention
  • FIGS. 11 and 12 represent different microstructure profile embodiments formed on the lens
  • FIG. 13 shows a variant of the embodiment described in Figure 1 1.
  • a lens 200 for a motor vehicle optical module comprising means for generating a light beam for illuminating the road.
  • Such means comprise in particular a cover and a lens arranged so as to generate, at the output of the lens 200, a beam having a vertical cutoff line and a horizontal cutoff line as previously described for the implementation of the selective route function. .
  • An optical surface 202 of the lens comprises a series 204 of patterns 206 for reducing the sharpness of the horizontal cut lines relative to the sharpness of the vertical cut lines, these patterns 206 extending horizontally preferably in a manner similar to streaks. In the illustrated example, these patterns are streaks.
  • the series 204 extends horizontally over a central zone 208 of the optical surface 202 which makes it possible to limit the phenomenon of chromatism.
  • This chromaticism is due to the fact that the refraction of the material constituting the lens is not constant according to the wavelength of the light (the blue light being more deviated than the red light). This phenomenon appears in particular for significant deviations of light. Thus, this phenomenon is more important in the high and low parts of the lens than in the center.
  • the patterns 206 being placed in the central part comprising the modulation, they vertically diffuse the white light. This white light attenuates the colors generated by the chromatic phenomenon by covering the cut-off color with white light.
  • the series 204 of patterns 206 extends mainly horizontally to the surface 202 of the lens 200.
  • this illustrated example :
  • this width I of the series of patterns may represent between 10 and 40% of the width I 'of the surface 202 of the lens 200.
  • this length L is equal to the length L 'of the optical surface 202, 65 mm in this example, this length L being measured between the lateral edges of the optical surface 202 .
  • this length L can be limited to 30% of the length L 'of the surface 202 the lens 200.
  • this predominantly horizontal extension of the patterns causes a mainly vertical "diffusion" of the light rays.
  • the rays included in a horizontal plane 300 or 302 will not be diffused horizontally and will be diffused vertically.
  • the rays included in a vertical plane 304 will also not be diffused horizontally and will also be diffused vertically.
  • the pattern 206 implemented is obtained from a thickness modulation at the surface 204 of the lens 202 in a regular profile corresponding, for example, to a trigonometric modeling, that is to say with a given amplitude a and pitch p.
  • the amplitude a is of the order of 10 micrometers while the pitch p is 1 mm.
  • FIGS. 4 and 5 show Isolux diagrams obtained from a lighting device using a lens according to the prior art (smooth surface, FIG. 4) or a lens according to the invention (surface comprising reasons, figure 5).
  • the curves of equal intensities are as narrow at the level of the lower cut-off 1 14 as at the level of the vertical cut 1 10.
  • the Isolux curves are less narrowed at the level of the lower cut-off 1 14 'than at the level of the vertical cut-off 1 10'. Also, as can be seen in FIGS. 4 and 5, these Isolux curves at the level of the lower cut-off 14 'of the beam obtained with the lens according to the invention are less narrow than the lower cut 1 14 of the beam obtained with a smooth lens.
  • the sharpness of the horizontal cut is less than the sharpness of the vertical cut.
  • FIG. 6 illustrates an example of optical module 400 according to the present invention comprising a reflector intended to receive a light source, here an LED 408, placed at the first focus of a reflector 402.
  • the reflector makes it possible to collect the rays emitted by the LED 408 to return them converging forward at a second focus.
  • the module 400 also comprises a cover and a lens 200 according to the invention.
  • the cover includes a vertical pan 404 and a horizontal pan 406 and is arranged at this focus, leaving a zone 405 through which the rays pass without meeting the cache.
  • the lens 200 is also arranged in front of this focus. This lens and this cover are arranged in such a way that the beam emitted by the module 400 has a vertical cut-off line 1 'and a horizontal cut-off line 1', as illustrated in FIG.
  • the profile is regular, corresponding for example to a trigonometric modeling, that is to say with a given amplitude a and pitch p.
  • a modulation is represented in FIG. 7a, which represents the modulation on the central part, illustrated at an angle of 20 ° vertically on either side of the optical axis X of the lens 200.
  • the The scale along the vertical axis and the optical axis is different: the vertical axis Z is graduated in millimeters, while the optical axis X is graduated in micrometers.
  • the constricted isolux curves corresponding to the cut are divided into two groups A and B.
  • the first group A corresponds to the light / dark cut with a contrast more marked.
  • the second group B corresponds to a marked contrast inside the beam between two zones of different luminous intensity.
  • Figure 7b further illustrates this phenomenon of double break.
  • the contrast gradient in the beam illustrated in FIG. 5 is illustrated, as a function of the positioning in degrees on the vertical axis V.
  • the gradient used corresponds to the following formula:
  • l ( V ) is the luminous intensity in the beam at a given height V, the height being measured on the vertical axis V
  • (l (V + o , r ) ) is the luminous intensity in the beam at a height corresponding to this given height V increased by 0.1 degree.
  • FIG. 7b shows a first gradient peak A corresponding to the first cutoff A and a second peak B of gradient corresponding to the second cutoff B. Between these peaks, the progression of the contrast is constant.
  • the second cut inside the beam can create discomfort and breaks the uniformity of the beam.
  • a solution is to modulate the undulations as can be seen in Figure 8a.
  • the modulation pattern is the same as before except that a decreasing amplitude A is used as a function of the position z on the lens, of the form:
  • the amplitude of the modulations can vary from 0 to
  • the modulation is limited to the center of the lens 200 as previously described and in particular illustrated in FIGS. 2 and 6.
  • the peripheral zones 205 outside this central zone containing the series of ripple-shaped patterns 204 may to be smooth.
  • these zones 205 outside this central zone containing the series of corrugated patterns 204 may comprise microstructures forming asperities of this exit surface so that rays transmitted by these microstructures are transmitted in directions that pass above and below the horizontal cut-off line and also to the right and left of the vertical cut-off.
  • the reduction of sharpness is therefore performed on the horizontal and vertical cuts.
  • patent application FR 2 925 656 discloses such a lens in which the microstructures are presented as hollows and bumps arranged either randomly (sanding) or in the form of a relatively regular network on the surface. output of the lens.
  • FIG 9 a first step of a method of manufacturing the microstructures of the peripheral zone 205 of a lens 200 according to the invention, such as the lens illustrated in Figures 1 to 8a.
  • a mesh (or network) 1102 is formed on a surface 1100, also called a carrier, corresponding to the exit surface of this lens in the peripheral zones so that each of its meshes 1 106 has similar dimensions.
  • meshes have similar dimensions when their surfaces do not differ by a multiplicative factor greater than 10.
  • a mesh 1 102 is performed using a Cartesian coordinate system (O, x, y, z) for defining parallel or perpendicular segments by varying the horizontal coordinates (Ox) or vertical (Oz) to the surface 1 104 of the portion of the lens 1 100, that is to say with a zero value along the axis (Oy).
  • the mesh 1 102 is presented as a grid where each mesh 1 106 corresponds to a substantially square shaped tile.
  • a radial mesh 1202 is being formed by means of polar coordinates using a reference (O, r, a) where O corresponds to a center of the surface of the lens, r the distance (or radius) of a ring of thickness dr located around a center O and cut into patterns delimited, on the one hand, by the borders of the ring and, on the other hand, by two rays forming an angle a.
  • O corresponds to a center of the surface of the lens
  • r the distance (or radius) of a ring of thickness dr located around a center O and cut into patterns delimited, on the one hand, by the borders of the ring and, on the other hand, by two rays forming an angle a.
  • meshes 1206 forming concentric rings vis-à-vis the center O of the lens 200.
  • the lens 200 has a three-dimensional curved surface such as a spherical surface, or even a complex shape that does not have a geometric center O.
  • the mesh 1 102 or 1202 is then formed by projecting only on the surface 1 100 three-dimensional peripheral zones 205 a mesh 1 102 or 1202, formed as previously described, at the optical path followed by a beam transmitted by the lens. This projection is not performed at the level of the patterns 204 extended in a preferred direction. In other words, once the mesh is designed, the center of the mesh corresponding to the surface of the patterns 204 extended in a preferred direction, is not projected on the surface of the lens. It is for the purposes of building the mesh that we consider the center of the lens.
  • the method of manufacturing the lens comprises the step of forming, in each mesh 1 106 or 1206, a microstructure generated by a recess of material, also called sink or cavity, according to a predetermined profile depending on the position of the mesh in the mesh.
  • a recess 1 108 may be formed so as to have a symmetry of revolution about a central axis 1 1 14 located, simultaneously, in the center of the contour of the recess 1 108 and the tile 1 106.
  • the profiles of the recess 1 108 horizontal 1 10 (x, y) or vertical 1 12 (y, z) are identical.
  • the recess 1 108 then has a circular contour in each plane perpendicular to the axis 1 January 14, including at the outlet surface where the edges 1 1 17 of the recess in the mesh are located, these edges 1 1 17 being at the exit surface of the lens (carrier).
  • a recess 1 108 ' can also be formed in a rectangular mesh 1 106 'having a symmetry of rotation about the central axis 1 1 14'.
  • the profiles of the horizontal recess 1 1 10 '(x, y) or vertical 1 1 12' (y, z) are distinct.
  • the recess 1 108 ' has an elliptical contour in each plane perpendicular to the axis 1 1 14.
  • the predetermined profile is a function of the distance from the mesh to the center of the lens.
  • this profile is also a function of the height of the mesh on the lens.
  • the amplitude of the profile increases as one approaches a central line of the lens.
  • the present invention is capable of many variants.
  • this secondary recess 1508 is tangent to the main recesses 1 108 so as to maintain a symmetry of the occupation of the surface 1 102 by recesses while increasing the area dedicated to these recesses at the carrier.
  • This embodiment increases the light diffusion and reduces the sharpness of the beam cutoff.
  • the radius of such a microstructure corresponds to the distance between a corner of the pattern and the edge of the circle along the diagonal.
  • the profile of the recess can be predetermined by means of a mathematical modeling of its surface, for example a polynomial function which makes it possible to modify coefficients of this polynomial function in order to test different profiles on the same type of lens.
  • the present invention is capable of many variants.
  • the tiles may be square, rectangular or of any other form making it possible to perform a satisfactory mesh of the surface.
  • the elevations have been described as recesses or depressions.
  • the same characteristics and the same advantages can be obtained with unevenness in the form of reliefs or bumps.
  • the same lens may include these two kinds of unevenness, some of which are bumps, some of which are hollows.
  • the present invention is capable of many variants.
  • the patterns may have different shapes and be continuous or discontinuous.
  • a lens or an optical module can be implemented when a module performs one or more lighting functions such as a code function and / or a route function.
  • cut-off lines are generated by the cache and / or the lens of the module or by considering different sources of optical radiation, the light-emitting diodes (or LEDs in English for Emitting Diode) being for example envisaged to achieve the invention.
  • the shape and the number of cut lines considered during the implementation of the invention may vary from one application to another.
  • the generated beam may have an upper horizontal cut, such that the shadow zone is located below the cutoff line, or a lower horizontal cutoff, such that the shadow zone is located above the line. cut.
  • the spatial distribution of the illuminated areas and the shadows may vary from one embodiment of the invention to another.

Landscapes

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Abstract

La présente invention concerne une lentille (200) pour module optique de véhicule automobile caractérisée en ce qu'elle comprend une série (204) de motifs (206) sur une surface optique (202), lesdits motifs s'étendant selon une direction privilégiée.

Description

LENTILLE POUR MODULE OPTIQUE DE VÉHICULE AUTOMOBILE
L'invention est relative à une lentille pour module optique de véhicule automobile et à un module optique de véhicule automobile comprenant une telle lentille.
Il est connu d'équiper un véhicule automobile avec un dispositif optique comprenant plusieurs modules d'éclairage destinés à illuminer la route à l'aide de différents faisceaux d'éclairage effectuant les fonctions code et/ou route comme décrit ci-dessous:
- Afin d'effectuer la fonction code, le dispositif optique d'un premier véhicule doit générer un faisceau optique présentant une ligne de coupure horizontale, principalement située en dessous de la ligne d'horizon, pour éviter l'éblouissement des conducteurs de seconds véhicules croisant ou précédant ce premier véhicule. A cet effet il est connu de munir le dispositif optique d'un cache et d'une lentille agencés de manière à générer cette ligne de coupure, le cache pouvant être formé par une surface horizontale réfléchissante encore appelée plieuse.
- Afin d'effectuer la fonction route, le dispositif optique d'un premier véhicule doit générer un faisceau optique éclairant au-dessus de la ligne d'horizon. Pour éviter l'éblouissement des conducteurs de seconds véhicules croisant ou précédant ce premier véhicule, le faisceau route doit être désactivé lorsque le premier véhicule croise ou suit de seconds véhicules.
Plus récemment et afin de permettre au conducteur du premier véhicule d'avoir une visibilité latérale sans éblouir le conducteur d'un second véhicule, il est connu d'utiliser un système générant automatiquement dans le faisceau d'éclairage du premier véhicule une zone d'ombre correspondant à la position du second véhicule. Ainsi cette fonction, qu'on appelle ci-après fonction route sélective, permet à un dispositif optique d'éclairer de part et d'autre de seconds véhicules détectés.
Afin d'illustrer la mise en œuvre d'une telle fonction route sélective, la figure 1 représente un diagramme 100 Isolux d'un faisceau optique assurant cette fonction route sélective, c'est-à-dire comprenant une zone d'ombre 102 correspondant à un véhicule détecté 104 dont les côtés sont éclairés. Dans cet exemple, le faisceau d'éclairage dans lequel est généré la zone d'ombre 102 est obtenu au moyen d'un faisceau code (courbes 106 en trait continu) et de deux faisceaux complémentaires (courbes 108 en pointillés) positionnés sur la figure 1 de part et d'autre du véhicule détecté 104.
La présente invention comprend la constatation que, la création d'une telle zone d'ombre 102 entraînant la création de lignes de coupures verticales 1 10, la netteté de ces lignes de coupures verticales 1 10 doit pouvoir être réglée différemment de la netteté des lignes de coupure horizontales 1 12 et 1 14 du faisceau code et du faisceau complémentaire. De fait, les critères d'optimisation de ces lignes de coupures déterminés à partir de tests réels apparaissent distincts, à savoir :
- D'une part, il est nécessaire de dégrader relativement fortement la netteté des coupures horizontales 1 12 et 1 14, notamment lorsque les lignes de coupures des deux faisceaux sont réalisées au moyen d'une plieuse. Sans cette dégradation, les lignes de coupure propres à chaque faisceau sont alors fortement marquées (problème de contraste) et alternées (problème d'homogénéité entre des zones contrastées) car la superposition des lignes de coupures horizontales est difficilement complète.
Afin d'obtenir cette dégradation relativement forte, il est connu de munir la surface d'une lentille de microstructures diffusant la lumière selon différentes directions, comme décrit dans le brevet FR 2 925 656 de la société Holophane.
- D'autre part, il est nécessaire de maintenir une netteté relativement importante des coupures verticales 1 10 afin de s'assurer que le conducteur du véhicule 104 situé dans la zone d'ombre 102 ne soit pas ébloui par le faisceau complémentaire.
C'est pourquoi, la présente invention concerne une lentille pour module optique de véhicule automobile caractérisée en ce qu'elle comprend une série de motifs sur une surface optique.
Ces motifs étant destinés à réduire la netteté de lignes de coupures horizontales relativement à la netteté de lignes de coupures verticales d'un faisceau transmis, l'invention permet d'accroître le confort et la sécurité de la conduite avec un dispositif d'éclairage, notamment mettant en œuvre une fonction route sélective. De fait :
- la netteté des lignes de coupure horizontales peut être relativement faible pour éviter des alternances incommodantes de contrastes, voire pour limiter ces contrastes, et d'autre part
- la netteté des lignes de coupures verticales peut être relativement forte pour éviter tout risque d'éblouissement d'un conducteur situé dans la zone masqué du faisceau de route.
Un autre avantage de l'invention réside dans l'installation simple, statique et définitive des motifs au niveau de la lentille, ce qui permet de fournir un dispositif d'éclairage à coût et complexité réduit comparativement à des dispositifs comprenant des éléments optiques mobiles.
L'invention concerne également une lentille pour module optique de véhicule automobile comprenant une série de motifs sur une surface optique d'entrée ou de sortie de la lentille, lesdits motifs s'étendant selon une direction privilégiée. Cela permet d'obtenir une diffusion dans un plan privilégié perpendiculaire à ladite direction privilégiée. Ceci permet d'utiliser la lentille dans un module optique générant un faisceau avec au moins une coupure verticale et au moins une coupure horizontale, avec la lentille agencée de sorte que les motifs s'étendent sensiblement horizontalement ; dans ce cas, grâce à cette lentille, l'au moins une ligne de coupure verticale sera plus nette que l'au moins une ligne de coupure horizontale. Cette lentille est par exemple particulièrement utile pour un module optique générant un faisceau délimité par une coupure verticale sur l'un de ses côtés et par une coupure horizontale inférieure.
Dans une réalisation, les motifs sont situés uniquement sur une zone centrale de la surface optique. Ceci permet de diminuer les effets dus au phénomène chromatique.
Selon une réalisation, la zone centrale s'étend sur une largeur représentant entre 10 et 40% de la largeur de la surface optique.
Selon une réalisation, la zone centrale s'étend sur une longueur représentant entre 30 et 100% de la longueur de la surface optique.
Selon une réalisation, les motifs sont obtenus par une modulation d'épaisseur à la surface de la lentille suivant un profil régulier. Il s'agit d'un mode de réalisation plus simple à réaliser.
Selon une réalisation, la modulation d'épaisseur à la surface de la lentille est une ondulation, notamment une modélisation trigonométrique. Selon une variante de cette réalisation l'amplitude de la modulation et le pas de la modulation sont constants.
Selon une autre variante, l'amplitude est décroissante en fonction de la position sur la lentille ; notamment dans une forme de réalisation l'amplitude de la lentille décroit exponentiellement. Cela permet d'obtenir un faisceau plus homogène. Le pas peut également être constant.
Selon une réalisation, la surface d'entrée et la surface de sortie de la lentille sont munies de séries de motifs.
Dans une réalisation, les motifs sont des stries. La lentille sera plus simple à réaliser, notamment par moulage.
Selon une réalisation, les motifs s'étendent sur une zone centrale de la surface de la lentille.
Selon une réalisation la lentille est une pièce monobloc, notamment obtenue par moulage.
Selon une réalisation de la lentille selon l'invention, les motifs s'étendant selon une direction privilégiée sont situés uniquement sur une zone centrale de la surface optique, les zones périphériques en dehors de cette zone centrale présentant une surface de sortie munie de microstructures formées par des dénivellations générées sur sa surface de sortie, lesdites microstructures étant agencées pour diffuser les rayons dans toutes les directions. Ceci permet d'utiliser la lentille dans un module optique générant un faisceau avec au moins une coupure verticale et au moins une coupure horizontale, de telle sorte que des rayons transmis par ces microstructures soient transmis selon des directions passant au-dessus et en dessous de la ligne de coupure horizontale et également à droite et à gauche de la coupure verticale. La réduction de netteté est donc effectuée sur les coupures horizontale et verticale. En combinaison, avec la structure centrale de la lentille, qui elle capte le maximum de flux lumineux et réduit seulement la netteté horizontalement, on va toujours avoir un faisceau dont la coupure sera moins marquée horizontalement que verticalement, mais la coupure verticale ne sera néanmoins pas trop brutale.
Il est encore possible d'améliorer davantage cette variante de réalisation. En effet de tels procédés de fabrication et les lentilles ainsi fabriquées ne permettent pas de contrôler efficacement la diffusion de lumière au-dessus du seuil de coupure. De fait de telles lentilles présentent des microstructures dont les profils sont relativement aléatoires et, par conséquent, dont la diffusion optique est difficilement contrôlable.
Par exemple, il n'est pas possible de contrôler avec une précision satisfaisante les propriétés chromatiques du faisceau généré alors même que, selon une constatation propre à l'invention, les rayons diffusés par la partie centrale d'une lentille sont plus intéressants à diffuser au-dessus de la ligne de coupure que les rayons diffusés par la périphérie de la lentille. De fait ces derniers présentent un phénomène de chromatisme (irisation de couleur) plus marqués et participent donc moins à une diffusion de lumière blanche.
Par ailleurs, dans le cadre d'un réseau relativement régulier, il apparaît que le positionnement des microstructures les unes par rapport aux autres n'est pas suffisamment précis pour permettre une formation de microstructures optimisée en fonction de la position des microstructures.
Pour cela les microstructures peuvent être réalisées selon un procédé de fabrication d'une lentille pour module d'éclairage de véhicule automobile, ledit procédé étant destiné à générer sur la surface de sortie des zones périphériques de ladite lentille des microstructures formées par des dénivellations, le procédé comprenant les étapes suivantes:
- l'étape de former un maillage sur la surface de sortie de la zone périphérique de ladite lentille tel que chaque maille présente des dimensions similaires, et
- l'étape de générer dans chaque maille une microstructure formée par une dénivellation de la surface de sortie, chaque dénivellation présentant un profil qui varie en fonction de la position de la maille sur la surface de la lentille. Un tel procédé présente de nombreux avantages. Notamment il présente l'avantage d'utiliser un maillage de la surface de sortie de la lentille de telle sorte que chaque microstructure peut être considérée, au niveau de sa maille, indépendamment des autres. Aussi il est possible de définir des profils de microstructure propre à chaque maille en fonction de sa position dans le maillage.
De ce fait, il est possible de générer une diffusion plus importante du faisceau optique au niveau de l'axe central de la lentille et plus on est proche du centre de la lentille afin de limiter la netteté de la ligne de coupure par des rayons présentant un phénomène de chromatisme réduit. De surcroît, ces rayons corrigent en partie le phénomène de chromatisme associé aux rayons issus de la partie périphérique de la lentille.
En outre, ce même procédé peut s'appliquer sur différentes lentilles de façon à générer différents niveaux de netteté de ligne de coupure propres à chaque lentille. De fait, il suffit d'associer un profil distinct de dénivellation à chaque lentille pour obtenir un niveau de netteté spécifique. De façon générale, il suffit d'accroître une dimension de la dénivellation (profondeur, hauteur ou ouverture) pour accroître la diffusion des rayons optiques en différentes directions et, par conséquent, réduire la netteté de la ligne de coupure.
Dans une réalisation, le procédé comprend l'étape de générer les dénivellations des microstructures de telle sorte que chaque dénivellation présente un axe de symétrie, par exemple un axe de révolution ou un axe de rotation.
Dans une réalisation, le contour de la dénivellation dans un plan perpendiculaire à l'axe de symétrie est circulaire ou elliptique, cette dernière variante permettant notamment d'avoir un profil variable selon différentes directions de telle sorte que la diffusion par les microstructures peut être réglée indépendamment selon ces différentes directions.
Selon une réalisation, l'axe de symétrie de chaque dénivellation est parallèle à un axe normal à la surface de sortie de la lentille et/ou à un axe optique de la lentille au niveau de la maille.
Dans une réalisation, le profil de chaque dénivellation est prédéterminé en fonction de la distance de sa maille à une partie centrale de la lentille de telle sorte qu'au moins une même dimension, par exemple une profondeur ou une hauteur et/ou une ouverture pouvant correspondre à un diamètre, des dénivellations diminue(nt) avec cette distance.
Dans une réalisation, les bords de la dénivellation sont situés, dans la maille, au niveau de la surface de sortie de la lentille.
Selon une réalisation, le profil de la dénivellation est prédéterminé au moyen d'une modélisation mathématique de sa surface, typiquement une modélisation polynomiale qui permet un meilleur contrôle de la coupure qui permet notamment de limiter le décalage du maximum de contraste, voire d'éviter la création d'une double coupure.
Dans une réalisation, le procédé comprend l'étape de générer des dénivellations secondaires situées entre différentes mailles.
Selon une réalisation, les microstructures sont formées par des dénivellations, ces dénivellations étant générés sur sa surface de sortie conformément à un procédé de fabrication desdites microstructures précédemment décrites :
- les dénivellations forment un maillage sur la surface de sortie de ladite lentille tel que chaque maille présente des dimensions similaires, et
- les dénivellations présentent un profil dépendant de la position de la maille sur la surface de sortie de la lentille.
Selon le mode de réalisation, les dénivellations peuvent être constituées par des évidements, des reliefs, ou une combinaison d'évidements et de reliefs.
De préférence, la surface des dénivellations est continue, de manière à ne pas présenter de saut ou de discontinuité de ces dénivellations.
Avantageusement, la surface des dénivellations est continûment dérivable, de manière à ne pas présenter de point anguleux.
L'invention concerne également un module optique pour véhicule automobile muni de moyens aptes à générer un faisceau lumineux destiné à éclairer la route, ces moyens comprenant au moins un cache et une lentille agencés de manière à générer en sortie de la lentille un faisceau présentant au moins une ligne de coupure verticale et au moins une ligne de coupure horizontale, au moins une surface optique d'entrée ou de sortie de la lentille comprenant une série de motifs agencés de manière à réduire la netteté de la ou des lignes de coupures horizontales relativement à la netteté de la ou des lignes de coupures verticales. Selon un mode de réalisation, ledit faisceau comprend une ligne de coupure verticale et une ligne de coupure horizontale.
Dans une réalisation, la lentille du module optique est une lentille selon l'une des réalisations précédentes.
Dans une réalisation de l'invention, le module d'éclairage de véhicule automobile comprend une lentille selon l'invention présentant une surface de sortie munie de microstructures formées par des dénivellations générées sur sa surface de sortie, les dénivellations étant générées sur sa surface de sortie conformément à un procédé de fabrication desdites microstructures précédemment décrit :
- les dénivellations forment un maillage sur la surface de sortie de ladite lentille tel que chaque maille présente des dimensions similaires, et
- les dénivellations présentent un profil prédéterminé dépendant de la position de la maille sur la surface de sortie de la lentille.
Dans une réalisation, les motifs s'étendent horizontalement sur la surface optique de la lentille optique. Cela permet d'avoir une diffusion dans un plan vertical, ceci permet d'utiliser la lentille dans un module optique générant un faisceau à coupure verticale et une coupure horizontale, en ayant une coupure verticale plus nette que la coupure horizontale.
Dans une réalisation, les motifs sont obtenus par une modulation d'épaisseur à la surface de la lentille suivant un profil régulier obtenu à partir d'une fonction périodique d'une variation d'épaisseur verticale présentant une amplitude (a) et un pas (p) donnés.
Dans une réalisation, les motifs sont des stries qui s'étendent horizontalement sur toute une zone centrale de la surface de la lentille.
D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'une réalisation de l'invention effectuée ci-dessous, à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures ci-jointes sur lesquelles:
- La figure 1 , déjà décrite, est un diagramme Isolux d'un faisceau optique effectuant une fonction route sélective,
- la figure 2 représente une lentille conforme à l'invention ainsi qu'une vue détaillée de sa surface,
- la figure 3 est un schéma représentatif des déviations de rayons lumineux mises en œuvre dans l'invention, et
- les figures 4 et 5 sont deux diagrammes Isolux d'un faisceau route sélective transmis respectivement par une lentille conforme à l'art antérieur et par une lentille conforme à l'invention,
- la figure 6 illustre un module optique selon la présente invention,
- la figure 7a illustre une variante de réalisation des modulations sur la lentille selon la présente invention,
- la figure 7b illustre les variations du gradient d'intensité du diagramme de la figure 5, obtenu avec la variante de modulation de la figure 7a,
- la figure 8a illustre une autre variante de réalisation des modulations sur la lentille selon la présente invention, les échelles des axes X et Z étant respectivement identiques à celles des axes X et Z de la figure 7a,
- la figure 8b illustre les variations du gradient d'intensité du diagramme de la figure 5, obtenu avec la variante de modulation de la figure 8a, les échelles des axes X et Z étant respectivement identiques à celles des axes X et Z de la figure 7b,
- les figures 9 et 10 représentent différentes réalisations de maillage formé à la surface d'une lentille selon une étape d'un procédé de fabrication selon un mode particulier de réalisation de l'invention, - les figures 1 1 et 12 représentent différentes réalisations de profil de microstructures formées sur la lentille, et
- la figure 13 représente une variante de la réalisation décrite à la figure 1 1 . En référence à la figure 2 est représentée une lentille 200 pour module optique de véhicule automobile comprenant des moyens aptes à générer un faisceau lumineux destiné à éclairer la route. De tels moyens comprennent notamment un cache et une lentille agencés de manière à générer, en sortie de la lentille 200, un faisceau présentant une ligne de coupure verticale et une ligne de coupure horizontale comme précédemment décrit pour la mise en œuvre de la fonction route sélective.
Une surface optique 202 de la lentille comprend une série 204 de motifs 206 pour réduire la netteté des lignes de coupures horizontales relativement à la netteté des lignes de coupures verticales, ces motifs 206 s'étendant horizontalement de préférence de façon analogue à des stries. Dans l'exemple illustré, ces motifs sont des stries.
Plus précisément la série 204 s'étend horizontalement sur une zone centrale 208 de la surface optique 202 ce qui permet de limiter le phénomène de chromatisme. Ce chromatisme est dû au fait que la réfraction du matériau composant la lentille n'est pas constante suivant la longueur d'onde de la lumière (la lumière bleue étant plus déviée que la lumière rouge). Ce phénomène apparaît en particulier pour des déviations importantes de la lumière. Ainsi, ce phénomène est plus important dans les parties hautes et basses de la lentille qu'en son centre. Les motifs 206 étant placés dans la partie centrale comprenant la modulation, ils diffusent verticalement la lumière blanche. Cette lumière blanche atténue les couleurs générés par le phénomène de chromatique en recouvrant la couleur de coupure par de la lumière blanche.
Par ailleurs la série 204 de motifs 206 s'étend principalement horizontalement à la surface 202 de la lentille 200. Dans cet exemple illustré :
- sa largeur I, mesurée comme la distance entre les stries délimitant la série 204, est de 10 mm, ce qui représente dans cette exemple de l'ordre de 18% de la largeur Γ de 55 mm de la surface 202 de la lentille, cette largeur Γ étant mesurée entre le bord supérieur et le bord inférieur de la face optique 202. Toutefois, en fonction des variantes, cette largeur I des séries de motifs peut représenter entre 10 et 40% de la largeur I' de la surface 202 de la lentille 200.
- sa longueur L, mesurée comme la longueur de la série 204 de motif 206, est égale à la longueur L' de la surface optique 202, 65 mm dans cet exemple, cette longueur L étant mesurée entre les bords latéraux de la surface optique 202. En fonction des variantes, cette longueur L peut se limiter jusqu'à 30% de la longueur L' de la surface 202 la lentille 200.
Comme montré en référence à la figure 3, cette extension principalement horizontale des motifs entraîne une « diffusion » principalement verticale des rayons lumineux. De fait les rayons compris dans un plan horizontal 300 ou 302 ne seront pas diffusés horizontalement et seront diffusés verticalement. Les rayons compris dans un plan vertical 304 ne seront pas non plus diffusés horizontalement et seront également diffusés verticalement.
Par simplicité, le motif 206 mis en œuvre est obtenu à partir d'une modulation d'épaisseur à la surface 204 de la lentille 202 suivant un profil régulier correspondant, par exemple, à une modélisation trigonométrique, c'est-à-dire avec une amplitude a et un pas p donnés.
Dans cet exemple, l'amplitude a est de l'ordre de 10 micromètres tandis que le pas p est de 1 mm.
En référence aux figures 4 et 5 sont représentés des diagrammes Isolux obtenus à partir d'un dispositif d'éclairage utilisant une lentille conforme à l'art antérieur (surface lisse, figure 4) ou une lentille conforme à l'invention (surface comprenant des motifs, figure 5).
Dans le cas du faisceau obtenu avec la lentille conforme à l'art antérieur, illustré en figure 4, les courbes d'égales intensités, encore appelées courbes Isolux, sont autant resserrées au niveau de la coupure inférieure 1 14 qu'au niveau de la coupure verticale 1 10.
En revanche, dans le cas du faisceau obtenu avec la lentille selon l'invention, illustré en figure 5, les courbes Isolux sont moins resserrées au niveau de la coupure inférieure 1 14' qu'au niveau de la coupure verticale 1 10'. Egalement, comme on peut l'observer sur les figures 4 et 5, ces courbes Isolux au niveau de la coupure inférieure 1 14' du faisceau obtenu avec la lentille selon l'invention sont moins resserrées que la coupure inférieure 1 14 du faisceau obtenu avec une lentille lisse.
II apparaît alors que, dans le cas de l'invention, la netteté de la coupure horizontale est moindre que la netteté de la coupure verticale.
La figure 6 illustre un exemple de module optique 400 selon la présente invention comprenant un réflecteur destiné à recevoir une source de lumière, ici une LED 408, placée au premier foyer d'un réflecteur 402. Le réflecteur permet de collecter les rayons émis par la LED 408 pour les renvoyer en convergeant vers l'avant au niveau d'un second foyer. Le module 400 comprend également un cache et une lentille 200 selon l'invention. Le cache comprend un pan vertical 404 et un pan horizontal 406 et est agencé à ce foyer, laissant une zone 405 à travers laquelle les rayons passent sans rencontrer le cache. La lentille 200 est également agencée en avant de ce foyer. Cette lentille et ce cache sont agencés de manière à ce que le faisceau émis par le module 400 présente une ligne de coupure verticale 1 10' et une ligne de coupure horizontale 1 14', tel qu'illustré en figure 5.
Comme indiqué précédemment, dans un mode de réalisation simple le profil est régulier, correspondant par exemple à une modélisation trigonométrique, c'est-à-dire avec une amplitude a et un pas p donnés. Une telle modulation est représentée en figure 7a, qui représente la modulation sur la partie centrale, illustrée selon un angle de 20° verticalement de part et d'autre de l'axe optique X de la lentille 200. Pour faire apparaître la modulation, l'échelle selon l'axe vertical et selon l'axe optique est différente : l'axe vertical Z est gradué en millimètres, alors que l'axe optique X est gradué en micromètres.
Bien qu'efficace pour résoudre le problème selon l'invention, cette modulation est perfectible. En effet, comme on peut le voir en figure 5, au niveau du bas du faisceau, les courbes isolux resserrées correspondant à la coupure se divisent en deux groupes A et B. Le premier groupe A correspond à la coupure claire/obscure avec un contraste plus marqué. Le deuxième groupe B correspond à un contraste marqué à l'intérieur du faisceau entre deux zones d'intensité lumineuse différentes.
La figure 7b illustre davantage ce phénomène de double coupure. Sur cette figure, est illustré le gradient de contraste dans le faisceau illustré en figure 5, en fonction du positionnement en degrés sur l'axe vertical V. Le gradient utilisé correspond à la formule suivante :
G = log(l(v)) - log(l(v+o,i°))
où l(V) est l'intensité lumineuse dans le faisceau à une hauteur donnée V, la hauteur étant mesurée sur l'axe vertical V, et (l(V+o,r)) est l'intensité lumineuse dans le faisceau à une hauteur correspondant à cette hauteur donnée V augmentée de 0,1 degré.
On observe sur cette figure 7b, un premier pic A de gradient, correspondant à la première coupure A et un deuxième pic B de gradient, correspondant à la deuxième coupure B. Entre ces pics, la progression du contraste est constante.
La deuxième coupure à l'intérieur du faisceau peut créer une gêne et casse l'uniformité du faisceau.
Pour améliorer le faisceau, une solution est de moduler les ondulations comme on peut le voir en figure 8a. Le motif de modulation est le même que précédemment à la différence qu'on utilise une amplitude A décroissante en fonction de la position z sur la lentille, de la forme:
A(z) = A0 * exp( -a*|z| ) Dans ce cas, on obtient une progression de contraste constante. Comme on peut le voir en figure 8b, on obtient un seul pic. Il n'y a donc pas de double coupure.
Comme ordre de grandeur, l'amplitude des modulations peut varier de 0 à
50 μιτι suivant le flou que l'on souhaite obtenir.
Selon une réalisation de l'invention la modulation est limitée au centre de la lentille 200 comme précédemment décrit et notamment illustré figures 2 et 6. Les zones périphériques 205 en dehors de cette zone centrale contenant la série de motifs 204 en forme d'ondulation peuvent être lisses.
Selon une autre réalisation de l'invention ces zones 205 en dehors de cette zone centrale contenant la série de motifs 204 en forme d'ondulation, peuvent comprendre des microstructures formant des aspérités de cette surface de sortie de telle sorte que des rayons transmis par ces microstructures soient transmis selon des directions passant au-dessus et en dessous de la ligne de coupure horizontale et également à droite et à gauche de la coupure verticale. La réduction de netteté est donc effectuée sur les coupures horizontale et verticale. En combinaison, avec la structure centrale de la lentille, qui elle capte le maximum de flux lumineux et réduit seulement la netteté horizontalement, on va toujours avoir un faisceau dont la coupure sera moins marquée horizontalement que verticalement, mais la coupure verticale ne sera néanmoins pas trop brutale.
A titre d'exemple, la demande de brevet FR 2 925 656 divulgue une telle lentille où les microstructures se présentent comme des creux et des bosses disposés soit de façon aléatoire (sablage) soit sous la forme d'un réseau relativement régulier à la surface de sortie de la lentille.
La description qui suit est faite en considérant des dénivellations sous forme d'évidements. Cette description doit cependant être étendue à des dénivellations sous forme de reliefs, les effets obtenus et les avantages qui en découlent sont les mêmes, que les dénivellations soient en relief ou en creux.
En référence à la figure 9 est représentée une première étape d'un procédé de fabrication des microstructures de la zone périphérique 205 d'une lentille 200 selon l'invention, telle que la lentille illustrée aux figures 1 à 8a.
Au cours de cette première étape, un maillage (ou réseau) 1 102 est formé sur une surface 1 100, également dénommée porteuse, correspondant à la surface de sortie de cette lentille dans les zones périphériques de telle sorte que chacune de ses mailles 1 106 présente des dimensions similaires.
A cet effet, on considère que des mailles ont des dimensions similaires lorsque leurs surfaces ne diffèrent pas d'un facteur multiplicatif supérieur à 10. Dans cet exemple, un tel maillage 1 102 est effectué au moyen d'un repère cartésien (O, x, y, z) permettant de définir des segments parallèles ou perpendiculaires en faisant varier les coordonnées horizontales (Ox) ou verticales (Oz) à la surface 1 104 de la portion de la lentille 1 100, c'est-à-dire avec une valeur nulle selon l'axe (Oy). De ce cas le maillage 1 102 se présente comme un quadrillage où chaque maille 1 106 correspond à un carreau de forme sensiblement carrée.
Selon une autre variante représentée à la figure 10, un maillage 1202 radial est en cours de formation au moyen de coordonnées polaires faisant appel à un repère (O, r, a) où O correspond à un centre de la surface de la lentille, r la distance (ou rayon) d'un anneau d'épaisseur dr situé autour d'un centre O et découpé en motifs délimités, d'une part, par les bordures de l'anneau et, d'autre part, par deux rayons formant un angle a. Dans ce cas il est possible de définir des mailles 1206 formant des anneaux concentriques vis-à-vis du centre O de la lentille 200.
La lentille 200 a une surface courbe à trois dimensions telle qu'une surface sphérique, voire une forme complexe ne présentant pas un centre O géométrique. Le maillage 1 102 ou 1202 est alors formé en projetant uniquement sur la surface 1 100 à trois dimensions des zones périphériques 205 un maillage 1 102 ou 1202, formé comme précédemment décrit, au niveau du chemin optique suivi un faisceau transmis par la lentille. Cette projection n'est pas effectuée au niveau des motifs 204 étendus selon une direction privilégiée. En d'autres termes, une fois le maillage conçu, le centre du maillage correspondant à la surface des motifs 204 étendus selon une direction privilégiée, n'est pas projeté sur la surface de la lentille. C'est à des fins de construction du maillage que l'on considère le centre de la lentille.
Après l'étape de formation du maillage 1 102, le procédé de fabrication de la lentille comprend l'étape de former, dans chaque maille 1 106 ou 1206, une microstructure générée par un évidement de matière, également dénommé puits ou cavité, selon un profil prédéterminé dépendant de la position de la maille dans le maillage.
En référence à la figure 10 et en considérant une maille 1 106 carrée, un évidement 1 108 peut être formé de façon à présenter une symétrie de révolution autour d'un axe central 1 1 14 situé, simultanément, au centre du contour de l'évidement 1 108 et du carreau 1 106. Ainsi les profils de l'évidement 1 108 horizontal 1 10 (x, y) ou vertical 1 12 (y, z) sont identiques.
L'évidement 1 108 présente alors un contour circulaire dans chaque plan perpendiculaire à l'axe 1 1 14, y compris au niveau de la surface de sortie où se situent les bords 1 1 17 de l'évidement dans la mailles, ces bords 1 1 17 étant au niveau de la surface de sortie de la lentille (porteuse).
En référence à la figure 12, un évidement 1 108' peut aussi être formé dans une maille 1 106' rectangulaire en présentant une symétrie de rotation autour de l'axe central 1 1 14'. Ainsi les profils de l'évidement horizontal 1 1 10' (x, y) ou vertical 1 1 12' (y, z) sont distincts. En d'autres termes l'évidement 1 108' présente un contour elliptique dans chaque plan perpendiculaire à l'axe 1 1 14.
L'utilisation d'un évidement présentant des profils horizontal et vertical soit identiques soit distincts permet de fabriquer des lentilles présentant des propriétés optiques horizontales et verticales soit identiques soit distinctes. De fait, dans le cas d'un profil circulaire (figure 1 1 ), les propriétés optiques de la microstructure sont indépendantes de la direction horizontale ou verticale de propagation des rayons optiques transmis tandis que, dans le second cas (figure 12), les rayons subissent une transmission distincte selon la direction horizontale (Ox) ou la direction verticale (Oz). De ce fait l'étalement du faisceau, qui dépend notamment de cette transmission, peut avoir des valeurs horizontales et verticales distinctes.
Le profil prédéterminé est fonction de la distance de la maille au centre de la lentille. Avantageusement, ce profil est également fonction de la hauteur de la maille sur la lentille. De préférence, l'amplitude du profil s'accroît à mesure que l'on s'approche d'une ligne centrale de la lentille.
La présente invention est susceptible de nombreuses variantes. Notamment, il est possible de maintenir l'axe 1 1 14 d'un évidement colinéaire à l'axe normal à la lentille et/ou à l'axe optique de la lentille, ce qui permet de contrôler de façon efficace la diffusion des rayons optiques par les microstructures.
De même il est intéressant de maintenir les coins du carreau au niveau de la surface de sortie car l'ensemble de ces coins forme une surface importante qui transmet la lumière avec une coupure satisfaisante.
Dans une variante représentée à la figure 13, une microstructure secondaire
508 est formée par un évidement situé entre les microstructures 1 108 formées comme précédemment décrit dans leurs mailles 1 106 respectifs. Dans ce cas, cet évidement secondaire 1508 est tangent aux évidements 1 108 principaux de façon à maintenir une symétrie d'occupation de la surface 1 102 par des évidements tout en augmentant la surface dédiée à ces évidements au niveau de la porteuse.
Cette réalisation accroît la diffusion de lumière et diminue la netteté de la coupure du faisceau. De fait, le rayon d'une telle microstructure correspond à la distance entre un coin du motif et le bord du cercle le long de la diagonale.
Par ailleurs, le profil de l'évidement peut être prédéterminé au moyen d'une modélisation mathématique de sa surface, par exemple une fonction polynomiale qui permet de modifier des coefficients de cette fonction polynomiale afin de tester différents profils sur un même type de lentille.
La présente invention est susceptible de nombreuses variantes. Notamment les carreaux peuvent être carrés, rectangulaires ou de toute autre forme permettant d'effectuer un maillage satisfaisant de la surface. De même, les dénivellations ont été décrites comme étant des évidements ou des creux. Les mêmes caractéristiques et les mêmes avantages pourront être obtenus avec des dénivellations sous forme de reliefs ou de bosses. De plus, la même lentille pourra comporter ces deux genres de dénivellations, certaines étant des bosses, certaines étant des creux.
La présente invention est susceptible de nombreuses variantes. Notamment, les motifs peuvent présenter différentes formes et être continus ou discontinus.
Par ailleurs une lentille ou un module optique peut être mis en œuvre lorsqu'un module effectue une ou plusieurs fonctions d'éclairage telle qu'une fonction code et/ou une fonction route.
D'autres variantes de l'invention sont possibles en considérant que les lignes de coupure sont générées par le cache et/ou par la lentille du module ou en considérant différentes sources de rayonnement optique, les diodes électroluminescentes (ou LED en anglais pour Light-Emitting Diode) étant par exemple envisagées pour réaliser l'invention.
Egalement la forme et le nombre des lignes de coupure considérées lors de la mise en œuvre de l'invention peuvent varier d'une application à une autre. Ainsi le faisceau généré peut présenter une coupure horizontale supérieure, telle que la zone d'ombre est située en-dessous de la ligne de coupure, ou une coupure horizontale inférieure, telle que la zone d'ombre est située au-dessus de la ligne de coupure.
Plus généralement la répartition spatiale des zones éclairées et des zones d'ombres peut varier d'une réalisation de l'invention à une autre.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Lentille (200) pour module optique de véhicule automobile caractérisée en ce qu'elle comprend une série (204) de motifs (206) sur une surface optique (202) d'entrée ou de sortie de la lentille, lesdits motifs s'étendant selon une direction privilégiée.
2. Lentille (200) selon la revendication 1 caractérisée en ce que lesdits motifs (206) sont situés uniquement sur une zone centrale (208) de la surface optique (202).
3. Lentille (200) selon la revendication 2 caractérisée en ce que la zone centrale (208) s'étend sur une largeur représentant entre 10 et 40% de la largeur de la surface optique (202).
4. Lentille (200) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les motifs (206) sont obtenus par une modulation d'épaisseur à la surface (202) de la lentille (200) suivant un profil régulier.
5. Lentille (200) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la modulation d'épaisseur à la surface de la lentille est une ondulation, notamment une modélisation trigonométrique.
6. Lentille (200) selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'amplitude de la modulation et le pas de la modulation sont constants.
7. Lentille (200) selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'amplitude est décroissante en fonction de la position sur la lentille.
8. Lentille (200) selon l'une des revendications précédentes caractérisée ce que la surface d'entrée et la surface de sortie (202) de la lentille (200) sont munies de séries (204) de motifs (206).
9. Lentille (200) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée ce que les motifs sont des stries.
10. Lentille (200) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les motifs (206) s'étendent sur une zone centrale (208) de la surface (202) de la lentille (200).
1 1 . Lentille (100) selon l'une des revendications 1 à 10 dans laquelle, les motifs (206) s'étendant selon une direction privilégiée sont situés uniquement sur une zone centrale de la surface optique, les zones périphériques en dehors de cette zone centrale présentant une surface de sortie munie de microstructures (1 108) formées par des dénivellations générées sur sa surface de sortie, lesdites microstructures étant agencées pour diffuser les rayons dans toutes les directions.
12. Module optique (400) pour véhicule automobile muni de moyens aptes à générer un faisceau lumineux destiné à éclairer la route, ces moyens comprenant au moins un cache (404, 406) et une lentille (200) agencés de manière à générer en sortie de la lentille (200) un faisceau présentant au moins une ligne de coupure verticale et au moins une ligne de coupure horizontale, caractérisé en ce qu'au moins une surface optique (202) d'entrée ou de sortie de la lentille comprend une série (204) de motifs (206) agencés de manière à réduire la netteté de la ou des lignes de coupures horizontales relativement à la netteté de la ou des lignes de coupures verticales.
13. Module optique (400) selon la revendication 12, caractérisé en ce que la lentille (200) est une lentille selon l'une des revendications 1 à 1 1 .
14. Module optique (400) selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que les motifs (206) s'étendent horizontalement sur la surface optique (202) de la lentille optique (200).
15. Module optique (400) selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que les motifs sont des stries et en ce que les stries s'étendent horizontalement sur toute une zone centrale (208) de la surface (202) de la lentille (200).
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