WO2024175414A1 - Dispositif d'éclairage - Google Patents

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WO2024175414A1
WO2024175414A1 PCT/EP2024/053553 EP2024053553W WO2024175414A1 WO 2024175414 A1 WO2024175414 A1 WO 2024175414A1 EP 2024053553 W EP2024053553 W EP 2024053553W WO 2024175414 A1 WO2024175414 A1 WO 2024175414A1
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plane
lighting device
light sources
row
primary lens
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Application number
PCT/EP2024/053553
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English (en)
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Louis Leveque
Yves Gromfeld
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Valeo Vision
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    • 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
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • G—PHYSICS
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to the field of lighting and/or signaling and the organs, in particular optical organs, which participate therein. It finds a particularly advantageous application in the field of motor vehicles. In particular, it relates to a lighting device.
  • the most commonly used technical solution in automotive lighting devices is to position lenses in the path of the light rays to control the distribution of the resulting brightness.
  • an excess of luminous intensity leading to an alteration of visibility and therefore hindering road safety, is present in the upper part of the curve.
  • An object of the present invention is therefore to propose a device making it possible to overcome at least part of the drawbacks cited.
  • the invention relates to a lighting device in which the primary lens has an optical index, in which the central part is joined to the upper part by a second line of intersection and in which the upper part is configured so that any tangent to the upper part in the second plane forms with the first plane an angle strictly greater than sin -1 (1/optical index) and preferably less than or equal to 90°.
  • this configuration allows the light rays after entering through the entrance diopter of the primary lens not to undergo reflection on the inner surface of the upper part of the entrance diopter, so that the rays thus reflected are not transmitted by the exit diopter of the primary lens to head towards an area positioned below the area to be illuminated and that they cannot, consequently, create brightness in the area in question.
  • the entrance diopter 5 is convex.
  • the lower part 6 has a surface, preferably flat.
  • the flatness of the lower part 6 gives this part a simplified configuration to meet the technical effect of eliminating the area presenting an excess of luminous intensity.
  • the first intersection line 10, in the second plane p2 is located at a distance greater than 1 mm from the first plane p1 and/or less than 3 mm from the first plane p1.
  • the surface area of the lower part 6 that can receive the light rays varies. It is then possible to select the position of the fourth plane p4 relative to the first plane p1 to remove the zone of excess light intensity according to the desired extent.
  • the upper part 7 has a surface, preferably flat.
  • the flatness of the upper part 7 allows a simplification of the lighting device while responding in the same way to the technical problem.
  • the second intersection line 11, in the second plane p2 is located at a distance greater than 1 mm from the first plane p1 and/or less than 15 mm from the first plane p1.
  • the range of the brightness to be removed can be defined.
  • the primary lens 4 comprises an object focal plane, the row of light sources 1 being positioned on the object focal plane of the primary lens 4.
  • This configuration allows the image of the row of light sources 1 to be formed infinitely by the primary lens 4.
  • optical axis 3 forms an axis of symmetry for row of light sources 1.
  • the symmetry of the row of light sources 1 with respect to the optical axis 3 makes it possible to obtain a resulting illumination which is also symmetrical with respect to the optical axis 3 in order to obtain a controlled distribution of brightness around the optical axis 3.
  • the primary lens 4 is a field lens
  • the lighting device further comprising a projection lens 9 positioned downstream of the primary lens 4.
  • the combination of a field lens with a projection lens makes it possible to obtain the desired light distribution along a plane perpendicular to the optical axis 3 while having sufficient light power and imaging quality.
  • the lighting device is configured to produce a beam configured to form or participate in forming a high beam.
  • the high beam function of the lighting device allows lighting over a wide area of the scene in front of the vehicle but also over a significant distance, typically around two hundred meters.
  • the row of light sources 1 is positioned at a distance between 0.7 mm and 1.2 mm from the input diopter 5 of the primary lens 4. The distance in question is taken at the level of the optical axis 3.
  • This distance is chosen according to the thermal resistance of the material of the primary lens 4 which is selected so as to minimize as much as possible the distance between the row of light sources 1 and the primary lens 4, in order to collect the maximum amount of light and therefore maximize efficiency.
  • the light sources of the row of light sources 1 are individually activatable, the lighting device further comprising control means for selectively activating the light sources of the row of light sources 1.
  • intercept means that the elements which are intercepted by a structure are brought into contact with this structure because the direction of their movement is oriented towards this structure.
  • the lighting device comprises a row of light sources 1, an optical axis 3 and a primary lens 4.
  • the row of light sources 1 comprises light sources.
  • Light rays 2 are emitted from these light sources.
  • the light sources are arranged in a straight line in a direction d.
  • the optical axis 3 is perpendicular to the direction d.
  • the optical axis 3 and the direction d form a first plane p1.
  • a second plane p2 is perpendicular to the first plane p1 and includes the optical axis 3.
  • the primary lens 4 comprises an entrance diopter 5 comprising a lower part 6, an upper part 7 and a central part 8.
  • the central part 8 is located between the lower part 6 and the upper part 7.
  • the upper part 7 is positioned above the lower part 6.
  • the central part 8 is connected to the lower part 6 by a first intersection line 10.
  • the central part 8 and the lower part 6 are discontinuous at the first intersection line 10.
  • the lower part 6 is configured so that in the second plane p2, any tangent to the lower part 6 forms with the first plane p1 an angle between 0° and 60°.
  • the first intersection line 10 has a curved line.
  • the junction between the central part 8 and the lower part 6 is defined so as to limit unwanted reflections.
  • the row of light sources 1 can have 24 light sources.
  • the light sources of the row of light sources 1 are spaced center to center by 1.025 mm to 1.15 mm, depending on the dimensions of the light sources.
  • the primary lens 4 can be made of PMMA (polymethyl methacrylate), silicon, glass or PC (polycarbonate) which allows better thermal resistance than PPMA.
  • the primary lens 4 can have a width of 40 mm, a height of 30 mm and a thickness of 26 mm.
  • the entrance diopter 5 is convex.
  • the lower part 6 has a surface, preferably a surface having flatness.
  • the first line of intersection 10, in the second plane p2 is located at a distance greater than 1 mm from the first plane p1 and/or less than 3 mm from the first plane p1.
  • a fourth plane p4 is parallel to the first plane p1 and passes through the intersection between the first intersection line 10 and the second plane p2.
  • the primary lens 4 has an optical index.
  • the central part 8 is linked to the upper part 7 by a second intersection line 11.
  • the upper part 7 is configured so that in the second plane p2, any tangent to the upper part 7 forms with the first plane p1 an angle strictly greater than sin -1 (1/optical index) and preferably less than or equal to 90°.
  • the primary lens is made of polycarbonate (optical index of 1.586)
  • the angle between the flat surface of the third curvature and the first plane will be greater than 39.1°
  • the primary lens is made of polymethyl methacrylate (optical index of 1.49)
  • the angle between the flat surface of the third curvature and the first plane will be greater than 42.2°.
  • the upper part 7 has a surface, preferably a surface having flatness.
  • the second line of intersection 11, in the second plane p2 is located at a distance greater than 1 mm from the first plane p1 and/or less than 15 mm from the first plane p1.
  • a third plane p3 is parallel to the first plane p1 and passes through the intersection between the second intersection line 11 and the second plane p2.
  • the third plane p3 and the fourth plane p4 are positioned symmetrically with respect to the first plane p1.
  • the row of light sources 1 is located on the object focal plane of the primary lens 4.
  • the row of light sources 1 is positioned symmetrically (along the direction d and along the direction perpendicular to the optical axis 3 and to the direction d) relative to the optical axis 3.
  • the primary lens 4 is a field lens.
  • the lighting device further comprises a projection lens 9 positioned after the primary lens 4 in the direction of the optical axis 3.
  • the projection lens 9 may have a width of 70 mm, a height of 40 mm and a thickness of 29 mm.
  • the focal length of the optical system may be 42 mm.
  • the lighting device is configured to form a beam, configured to form or to participate in forming a high beam.
  • the output of the projection lens 9 at least 70%, and preferably less than 90% of the light rays 2 are directed towards a space located above the first plane p1.
  • the invention can participate in a high beam function which has the function of illuminating the scene in front of the vehicle over a wide area, but also over a significant distance, typically around two hundred meters.
  • This light beam due to its lighting function, is located mainly above the horizon line. It can have a slightly ascending optical axis of illumination for example.
  • it can be used to generate a lighting function of the “complementary” type which forms a portion of a high beam complementary to that produced by a near-field beam, the high beam complement seeking entirely or at least mainly to illuminate above the horizon line while the near-field beam (which can have the specificities of a dipped beam) seeks to illuminate entirely or at least mainly below the horizon line.
  • the high beam complement can therefore be a main part of the overall “high beam” beam and be associated with another beam participating in the dipped beam.
  • the device can also be used to form other lighting functions via or outside those described above, in relation to the adaptive beams. It is thus possible to produce a lighting matrix for selectively illuminating parts of the space in front of the vehicle.
  • the row of light sources 1 comprises at least one electroluminescent source with maximized emissive part.
  • the row of light sources 1 is separated by a distance of between 0.7 mm and 1.2 mm from the input diopter 5 of the primary lens 4, the distance being taken at the level of the optical axis 3.
  • LEDs can have an emissive surface of 1 mm by 1 mm (height 1 mm and width 1 mm).
  • the size of the LEDs is directly related to the desired beam volume. Furthermore, to have a large beam volume, it is also possible to add rows of LEDs.
  • the light sources of the row of light sources 1 can be individually switched on, thus creating a pixelated light source.
  • ADB for Adaptive Driving Beam
  • This discretization of light is also referred to as a segmented beam.
  • a segmented beam is a beam whose projection forms an image composed of beam segments, each segment being able to be switched on independently.
  • emissive elements are necessarily simultaneously active, i.e. emissive of light.
  • This function allows the shape of the beam rendered to be modulated.
  • a light source is not activated, its image, as projected by the optical device, will be zero. It then forms a lighting void in the resulting overall beam.
  • This void is understood to include coupling phenomena at the source and the effects of parasitic light from the optics.
  • the sources are preferably part of a light generating system which preferably comprises a support, one face of which carries selectively activatable sources, based on semiconductor emissive element technology, including light-emitting diodes (LEDs).
  • a light generating system which preferably comprises a support, one face of which carries selectively activatable sources, based on semiconductor emissive element technology, including light-emitting diodes (LEDs).
  • LEDs light-emitting diodes
  • the lighting device comprises control means for selectively switching on the light sources of the row of light sources 1.
  • the control means may be configured to produce at least one dark area forming a tunnel in a projected beam by deactivating a group of adjacent sources and to determine the number of sources in the group corresponding to the dark area as a function of the width dimension of the sources.
  • the control means may comprise a computer program product, preferably stored in a non-transitory memory, in which the computer program product comprises instructions which, when executed by a processor, make it possible to determine the sources to be activated, in particular to obtain at least one dark zone (in which the sources are not activated) of a determined surface taking into account the variable surface of the images of the elements.
  • lighting devices can be arranged in a housing closed by a glass so as to obtain one or more lighting and/or signaling beams at the output of the projector.
  • a projector can also be complex and associate several devices which can, in addition, possibly share components.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'éclairage comprenant une rangée de sources lumineuses (1) alignées selon une direction (d), un axe optique (3) perpendiculaire à la direction, et une lentille primaire (4) comprenant un dioptre d'entrée comprenant une partie inférieure (6), une partie supérieure (7) et une partie centrale. L'axe optique et la direction définissent un premier plan (pl), un deuxième plan (p2) étant perpendiculaire au premier plan et comprenant l'axe optique. La partie centrale est jointe à la partie inférieure par une première ligne d'intersection. La partie centrale et la partie inférieure présente une discontinuité au niveau de la première ligne d'intersection et en ce que la partie inférieure est configurée de manière qu'un plan tangent à la partie inférieure au niveau du deuxième plan forme avec le premier plan un angle compris entre 0° et 60°.

Description

Dispositif d’éclairage
La présente invention concerne le domaine de l’éclairage et/ou de la signalisation et les organes, notamment optiques, qui y participent. Elle trouve pour application particulièrement avantageuse le domaine des véhicules automobiles. Notamment, elle est relative à un dispositif d’éclairage.
 ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans le secteur de l’automobile, on connaît des dispositifs susceptibles d’émettre des faisceaux lumineux, encore appelés fonctions d’éclairage et/ou de signalisation.
Ces dispositifs doivent répondre aux réglementations en vigueur en émettant la lumière aux endroits souhaités tout en limitant la luminosité dans certaines zones.
La solution technique la plus couramment utilisée dans les dispositifs d’éclairage du secteur de l’automobile consiste à positionner des lentilles sur le trajet des rayons lumineux pour maitriser la répartition de la luminosité résultante.
Cependant, cette solution technique présente des inconvénients et notamment en ce qui concerne la distribution de la luminosité obtenue.
A titre d’illustration de la nécessité de développer des dispositifs de hautes qualités pour résoudre ces inconvénients, la schématise les courbes isocandela de l’intensité lumineuse issue d’un faisceau ayant une fonction de feu de route. Sur cette figure, un excès d’intensité lumineuse, entraînant une altération de la visibilité et gênant donc la sécurité routière, est présent en partie supérieure de la courbe.
Un objet de la présente invention est donc de proposer un dispositif permettant de s’affranchir au moins en partie des inconvénients cités.
Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.
RESUME
Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation, on prévoit un dispositif d’éclairage comprenant :
  • une rangée de sources lumineuses comprenant des sources lumineuses, alignées selon une direction, émettant des rayons lumineux,
  • un axe optique perpendiculaire à la direction, l’axe optique et la direction définissant un premier plan, un deuxième plan étant perpendiculaire au premier plan et comprenant l’axe optique,
  • une lentille primaire comprenant un dioptre d’entrée comprenant une partie inférieure, une partie supérieure et une partie centrale, la partie centrale étant située entre la partie inférieure et la partie supérieure, la partie supérieure étant située au-dessus de la partie inférieure,
caractérisé en ce que la partie centrale est jointe à la partie inférieure par une première ligne d’intersection, en ce que la partie centrale et la partie inférieure présente une discontinuité au niveau de la première ligne d’intersection et en ce que la partie inférieure est configurée de manière que toute tangente à la partie inférieure dans le deuxième plan forme avec le premier plan un angle compris entre 0° et 60°.
La présence d’un angle compris entre 0° et 60° entre le plan tangent à la partie inférieure au niveau du deuxième plan et le premier plan implique que la partie inférieure entre en contact avec une quantité moindre de rayons lumineux. Ainsi, les rayons lumineux, qui interceptaient la lentille primaire dans sa partie inférieure et qui étaient donc à l’origine de l’excès d’intensité lumineuse (observée en partie supérieure de la courbe isocandela de la ), interceptent alors une zone du dispositif d’éclairage n’ayant pas pour fonction de transmettre les rayonnements. Par conséquent, ces rayons lumineux ne participent pas à l’éclairage résultant du dispositif d’éclairage et ne peuvent créer en partie supérieure de la zone éclairée une luminosité inhomogène.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un dispositif d’éclairage dans lequel la lentille primaire présente un indice optique, dans lequel la partie centrale est jointe à la partie supérieure par une deuxième ligne d’intersection et dans lequel la partie supérieure est configurée de manière que toute tangente à la partie supérieure dans le deuxième plan forme avec le premier plan un angle strictement supérieur à sin-1(1/indice optique) et de préférence inférieur ou égal à 90°.
Ainsi, cette configuration permet aux rayons lumineux après être entrés par le dioptre d’entrée de la lentille primaire de ne pas subir de réflexion sur la surface intérieure de la partie supérieure du dioptre d’entrée, afin que les rayons ainsi réfléchis ne soient pas transmis par le dioptre de sortie de la lentille primaire pour se diriger vers une zone positionnée sous la zone devant être éclairée et qu’ils ne puissent, par conséquent, pas créer de luminosité dans la zone en question.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :
La représente les courbes isocandela de l’intensité lumineuse issue d’un faisceau ayant une fonction de feu de route, sur lesquelles l’excès d’intensité lumineuse à l’origine des problèmes techniques de l’invention peut être observée.
La représente une vue en coupe du dispositif d’éclairage selon le deuxième plan où sont représentées la rangée de sources lumineuses, la lentille primaire et la lentille de projection.
La représente une vue en perspective de la lentille primaire selon l’invention.
La représente une vue en coupe de la lentille primaire selon l’invention.
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement.
Selon un exemple, le dioptre d’entrée 5 est convexe.
Selon un exemple, la partie inférieure 6 présente une surface, de préférence plane.
Ainsi, dans le cas où la partie inférieure 6 forme avec le premier plan p1 un angle compris entre 0° et 60°, la planéité de la partie inférieure 6 donne à cette partie une configuration simplifiée pour répondre à l’effet technique de supprimer la zone présentant un excès d’intensité lumineuse.
Selon un exemple, la première ligne d’intersection 10, dans le deuxième plan p2, est située à une distance supérieure à 1 mm du premier plan p1 et/ou inférieure à 3 mm du premier plan p1.
Ainsi, selon la position du quatrième plan p4 par rapport au premier plan p1, la surface de la partie inférieure 6 pouvant réceptionner les rayons lumineux varie. Il est alors possible de sélectionner la position du quatrième plan p4 par rapport au premier plan p1 pour supprimer la zone d’excès d’intensité lumineuse selon l’étendue souhaitée.
Selon un exemple, la partie supérieure 7 présente une surface, de préférence plane.
De la même manière que pour la partie inférieure 6, la planéité de la partie supérieure 7 permet une simplification du dispositif d’éclairage tout en répondant de la même manière au problème technique.
Selon un exemple, la deuxième ligne d’intersection 11, dans le deuxième plan p2, est située à une distance supérieure à 1 mm du premier plan p1 et/ou inférieure à 15 mm du premier plan p1.
Ainsi, de la même manière que pour le plan p4, selon la sélection de la position du plan p3 par rapport au plan p1, la portée de la luminosité à supprimer pourra être définie.
Selon un exemple, la lentille primaire 4 comprend un plan focal objet, la rangée de sources lumineuses 1 étant positionnée sur le plan focal objet de la lentille primaire 4.
Cette configuration permet de former à l’infinie l’image de la rangée de sources lumineuses 1 par la lentille primaire 4.
Selon un exemple, l’axe optique 3 forme un axe de symétrie pour la rangée de sources lumineuses 1.
La symétrie de la rangée de sources lumineuses 1 par rapport à l’axe optique 3 permet d’obtenir un éclairage résultant également symétrique par rapport à l’axe optique 3 pour obtenir une répartition contrôlée de la luminosité autour de l’axe optique 3.
Selon un exemple, la lentille primaire 4 est une lentille de champ, le dispositif d’éclairage comprenant en outre une lentille de projection 9 positionnée en aval de la lentille primaire 4.
Ainsi, l’association d’une lentille de champ avec une lentille de projection permet d’obtenir la répartition de la lumière souhaitée selon un plan perpendiculaire à l’axe optique 3 tout en ayant une puissance lumineuse et une qualité d’imagerie suffisante.
Selon un exemple, le dispositif d’éclairage est configuré pour produire un faisceau configuré pour former ou pour participer à former un feu de route.
Selon un exemple, en sortie de la lentille de projection 9, au moins 70%, et de préférence moins de 90% des rayons lumineux 2 s’étalent au-dessus du premier plan p1.
Ainsi, la fonction faisceau de route du dispositif d’éclairage permet un éclairage sur une large étendue de la scène face au véhicule mais également sur une distance conséquente, typiquement environ deux cents mètres.
Selon un exemple, la rangée de sources lumineuses 1 est positionnée à une distance entre 0,7 mm et 1,2 mm par rapport au dioptre d’entrée 5 de la lentille primaire 4. La distance en question est prise au niveau de l’axe optique 3.
Cette distance est choisie en fonction de la résistance thermique du matériau de la lentille primaire 4 qui est sélectionné de manière à minimiser au maximum la distance la rangée de sources lumineuses 1 et la lentille primaire 4, ceci afin de collecter le maximum de lumière et donc de maximiser l’efficience.
Selon un exemple, les sources lumineuses de la rangée de sources lumineuses 1 sont activables individuellement, le dispositif d’éclairage comprenant en outre des moyens de commande pour l’activation sélective des sources lumineuses de la rangée de sources lumineuses 1.
Par cette configuration, il est possible de discrétiser le faisceau en partie indépendante.
Le nom « intercepter » signifie que les éléments qui sont interceptés par une structure sont amenés à être en contact avec cette structure car le sens de leur déplacement est orienté vers cette structure.
Dans le cadre de la présente description, les adjectifs « inférieur » et « supérieur » et leurs équivalents (sous, en-dessous, sur, au-dessus) sont à prendre en relation avec la direction verticale, c’est-à-dire la direction perpendiculaire à la direction d et à l’axe optique 3. Dans ce contexte, un élément supérieur est situé au-dessus (mais pas forcément au contact, ni directement au droit) d’un élément inférieur, suivant la direction verticale.
Selon un mode de réalisation, comme illustré en , le dispositif d’éclairage comprend une rangée de sources lumineuses 1, un axe optique 3 et une lentille primaire 4. La rangée de sources lumineuses 1 comprend des sources lumineuses. Des rayons lumineux 2 sont issus de ces sources lumineuses. Les sources lumineuses sont rangées sur une ligne droite selon une direction d.
L’axe optique 3 est perpendiculaire à la direction d. L’axe optique 3 et la direction d forment un premier plan p1. Un deuxième plan p2 est perpendiculaire au premier plan p1 et comprend l’axe optique 3.
La lentille primaire 4 comprend un dioptre d’entrée 5 comprenant une partie inférieure 6, une partie supérieure 7 et une partie centrale 8. La partie centrale 8 est située entre la partie inférieure 6 et la partie supérieure 7. La partie supérieure 7 est positionnée au-dessus de la partie inférieure 6.
La partie centrale 8 est liée à la partie inférieure 6 par une première ligne d’intersection 10. La partie centrale 8 et la partie inférieure 6 sont discontinues au niveau de la première ligne d’intersection 10. La partie inférieure 6 est configurée de manière que dans le deuxième plan p2, toute tangente à la partie inférieure 6 forme avec le premier plan p1 un angle compris entre 0° et 60°.
La première ligne d’intersection 10 présente une ligne courbée.
La jonction entre la partie centrale 8 et la partie inférieure 6 est définie de manière à limiter des réflexions non voulues.
La rangée de sources lumineuses 1 peut comporter 24 sources lumineuses. Les sources lumineuses de la rangée de sources lumineuses 1 sont éloignées centre à centre de 1,025 mm à 1,15 mm, ceci en fonction des dimensions de celles-ci.
La lentille primaire 4 peut être en PMMA (polyméthacrylate de méthyle), en silicon, en verre ou en PC (polycarbonate) qui permet une meilleure résistance thermique que le PPMA. La lentille primaire 4 peut avoir une largeur de 40 mm, une hauteur de 30 mm et une épaisseur de 26 mm.
Préférentiellement, le dioptre d’entrée 5 est convexe.
De manière préférée, la partie inférieure 6 présente une surface, de préférence une surface présentant une planéité.
Avantageusement, la première ligne d’intersection 10, dans le deuxième plan p2, est située à une distance supérieure à 1 mm du premier plan p1 et/ou inférieure à 3 mm du premier plan p1.
Un quatrième plan p4 est parallèle au premier plan p1 et passe par l’intersection entre la première ligne d’intersection 10 et le deuxième plan p2.
Avantageusement, la lentille primaire 4 présente un indice optique. La partie centrale 8 est liée à la partie supérieure 7 par une deuxième ligne d’intersection 11. La partie supérieure 7 est configurée de manière que dans le deuxième plan p2, toute tangente à la partie supérieure 7 forme avec le premier plan p1 un angle strictement supérieur à sin-1(1/indice optique) et de préférence inférieur ou égal à 90°.
Dans cette configuration si, par exemple, la lentille primaire est en polycarbonate (d’indice optique de 1,586), l’angle entre la surface plane de la troisième courbure et le premier plan sera supérieur à 39,1° alors que si, par exemple, la lentille primaire est en polyméthacrylate de méthyle (d’indice optique de 1,49), l’angle entre la surface plane de la troisième courbure et le premier plan sera supérieur à 42,2°.
Selon un mode de réalisation préférée, la partie supérieure 7 présente une surface, de préférence une surface présentant une planéité.
Préférentiellement, la deuxième ligne d’intersection 11, dans le deuxième plan p2, est située à une distance supérieure à 1 mm du premier plan p1 et/ou inférieure à 15 mm du premier plan p1.
Un troisième plan p3 est parallèle au premier plan p1 et passe par l’intersection entre la deuxième ligne d’intersection 11 et le deuxième plan p2.
Avantageusement, le troisième plan p3 et le quatrième plan p4 sont positionnés de manière symétriques par rapport au premier plan p1.
Dans un mode de réalisation avantageux, la rangée de sources lumineuses 1 est située sur le plan focal objet de la lentille primaire 4.
De manière préférée, la rangée de sources lumineuses 1 est positionnée symétriquement (selon la direction d et selon la direction perpendiculaire à l’axe optique 3 et à la direction d) par rapport à l’axe optique 3.
Préférentiellement, la lentille primaire 4 est une lentille de champ. De manière avantageuse, le dispositif d’éclairage comprend en outre une lentille de projection 9 positionnée après la lentille primaire 4 selon le sens de l’axe optique 3. La lentille de projection 9 peut avoir une largeur de 70 mm, une hauteur de 40 mm et une épaisseur de 29 mm. La focale du système optique peut être de 42 mm.
Selon un mode de réalisation préférée, le dispositif d’éclairage est configuré pour former un faisceau, configuré pour former ou pour participer à former un feu de route. De préférence, en sortie de la lentille de projection 9, au moins 70%, et de préférence moins de 90% des rayons lumineux 2 se dirigent vers un espace situé au-dessus du premier plan p1.
L’invention peut participer à une fonction faisceau de route qui a pour fonction d’éclairer sur une large étendue la scène face au véhicule, mais également sur une distance conséquente, typiquement environ deux cents mètres. Ce faisceau lumineux, de par sa fonction d’éclairage, se situe principalement au-dessus de la ligne d’horizon. Il peut présenter un axe optique d’éclairement légèrement ascendant par exemple. Notamment, il peut servir à générer une fonction d’éclairage du type « complémentaire » qui forme une portion d’un feu de route complémentaire à celle produite par un faisceau de champ proche, le complément route cherchant en totalité ou au moins majoritairement à éclairer au-dessus de la ligne d’horizon alors que le faisceau de champ proche (qui peut présenter les spécificités d’un feu de croisement) cherche à éclairer en totalité ou au moins majoritairement en dessous de la ligne d’horizon. Le complément route peut donc être une partie principale de faisceau global « route » et être associé à un autre faisceau participant au code.
Le dispositif peut aussi servir à former d’autres fonctions d’éclairage via ou en dehors de celles décrites précédemment, en relation aux faisceaux adaptatifs. On peut ainsi réaliser une matrice d’éclairage pour illuminer sélectivement des parties de l’espace en avant du véhicule.
Avantageusement, la rangée de sources lumineuses 1 comprend au moins une source électroluminescente à partie émissive maximisée.
Ainsi, de cette manière, dans le cas où plusieurs sources électroluminescentes sont mises en œuvre, la résolution spatiale entre ces différentes sources est meilleure. En effet, il n’y a un espace minimal entre les différentes sources lumineuses.
De manière avantageuse, la rangée de sources lumineuses 1 est séparée d’une distance comprise entre 0,7 mm et 1,2 mm du dioptre d’entrée 5 de la lentille primaire 4, la distance étant prise au niveau de l’axe optique 3.
Les LED peuvent avoir une surface émissive de 1 mm par 1 mm (hauteur 1 mm et largeur 1 mm). La taille des LED est directement liée au volume du faisceau souhaité. Par ailleurs, pour avoir un volume de faisceau important, il est également possible de rajouter des rangées de LED.
Eventuellement, les sources lumineuses de la rangée de sources lumineuses 1 sont allumables individuellement, créant ainsi une source de lumière pixélisée. L’acronyme ADB (pour Adaptative Driving Beam signifiant faisceau de route adaptatif) est utilisé pour ce type de fonction. Cette discrétisation de la lumière est également désignée sous le nom de faisceau segmenté. Ainsi, on appelle faisceau segmenté un faisceau dont la projection forme une image composée de segments de faisceau, chaque segment pouvant être allumé de manière indépendante.
Ainsi, tous les éléments émissifs ne sont pas forcément simultanément actifs, c’est-à-dire émissifs de lumière. Cette fonction permet de moduler la forme du faisceau rendu. Dans le cas où une source lumineuse n’est pas activée, son image, telle que projetée par le dispositif optique sera nulle. Elle forme alors un vide d’éclairage dans le faisceau global résultant. Ce vide s’entend aux phénomènes de couplage au niveau de la source et des effets des lumières parasites de l’optique près.
Les sources font de préférence partie d’un système de génération de lumière qui comprend de préférence un support dont une face porte des sources activables sélectivement, sur la base de la technologie des éléments émissifs à semi-conducteur, parmi lesquels figurent les diodes électroluminescentes LED.
Avantageusement, le dispositif d’éclairage comprend des moyens de commande pour l’allumage sélective des sources lumineuses de la rangée de sources lumineuses 1.
Les moyens de commande peuvent être configurés pour produire au moins une zone sombre formant un tunnel dans un faisceau projeté par désactivation d’un groupe de sources adjacentes et pour déterminer le nombre de sources du groupe correspondant à la zone sombre en fonction de la dimension en largeur des sources.
Les moyens de commande peuvent comprendre un produit programme d’ordinateur, de préférence stocké dans une mémoire non transitoire, dans lequel le produit programme d’ordinateur comprend des instructions qui, lorsqu’elles sont exécutées par un processeur, permettent de déterminer les sources à activer, en particulier pour obtenir au moins une zone sombre (dans laquelle les sources ne sont pas activées) d’une surface déterminée en tenant compte de la surface variable des images des éléments.
Plusieurs dispositifs d’éclairage peuvent être agencés dans un boîtier fermé par une glace de manière à obtenir un ou plusieurs faisceaux d’éclairage et/ou de signalisation à la sortie du projecteur. Un projecteur peut aussi être complexe et associer plusieurs dispositifs qui peuvent, en outre, éventuellement partager des composants.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s’étend à tous les modes de réalisation couverts par l’invention.
Liste de références
1. Rangée de sources lumineuses
2. Rayons lumineux
3. Axe optique
4. Lentille primaire
5. Dioptre d’entrée
6. Partie inférieure
7. Partie supérieure
8. Partie centrale
9. Lentille de projection
10. Première ligne d’intersection
11. Deuxième ligne d’intersection
d. Direction
p1. Premier plan
p2. Deuxième plan
p3. Troisième plan
p4. Quatrième plan

Claims (14)

  1. Dispositif d’éclairage comprenant :
    • une rangée de sources lumineuses (1) comprenant des sources lumineuses, alignées selon une direction (d), émettant des rayons lumineux (2),
    • un axe optique (3) perpendiculaire à la direction (d), l’axe optique (3) et la direction (d) définissant un premier plan (p1), un deuxième plan (p2) étant perpendiculaire au premier plan (p1) et comprenant l’axe optique (3),
    • une lentille primaire (4) comprenant un dioptre d’entrée (5) comprenant une partie inférieure (6), une partie supérieure (7) et une partie centrale (8), la partie centrale (8) étant située entre la partie inférieure (6) et la partie supérieure (7), la partie supérieure (7) étant située au-dessus de la partie inférieure (6),
      caractérisé en ce que la partie centrale (8) est jointe à la partie inférieure (6) par une première ligne d’intersection (10), en ce que la partie centrale (8) et la partie inférieure (6) présente une discontinuité au niveau de la première ligne d’intersection (10) et en ce que la partie inférieure (6) est configurée de manière que toute tangente à la partie inférieure (6) dans le deuxième plan (p2) forme avec le premier plan (p1) un angle compris entre 0° et 60°.
  2. Dispositif d’éclairage selon la revendication précédente dans lequel le dioptre d’entrée (5) est convexe.
  3. Dispositif d’éclairage selon l’une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel la partie inférieure (6) présente une surface plane.
  4. Dispositif d’éclairage selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la première ligne d’intersection (10), dans le deuxième plan (p2), est située à une distance supérieure à 1 mm du premier plan (p1) et/ou inférieure à 3 mm du premier plan (p1).
  5. Dispositif d’éclairage selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la lentille primaire (4) présente un indice optique, dans lequel la partie centrale (8) est jointe à la partie supérieure (7) par une deuxième ligne d’intersection (11) et dans lequel la partie supérieure (7) est configurée de manière que toute tangente à la partie supérieure (7) dans le deuxième plan (p2) forme avec le premier plan (p1) un angle strictement supérieur à sin-1(1/indice optique) et de préférence inférieur ou égal à 90°.
  6. Dispositif d’éclairage selon la revendication précédente dans lequel la partie supérieure (7) présente une surface plane.
  7. Dispositif d’éclairage selon l’une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel la deuxième ligne d’intersection (11), dans le deuxième plan (p2), est située à une distance supérieure à 1 mm du premier plan (p1) et/ou inférieure à 15 mm du premier plan (p1).
  8. Dispositif d’éclairage selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la lentille primaire (4) comprend un plan focal objet, la rangée de sources lumineuses (1) étant positionnée sur le plan focal objet de la lentille primaire (4).
  9. Dispositif d’éclairage selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’axe optique (3) forme un axe de symétrie pour la rangée de sources lumineuses (1).
  10. Dispositif d’éclairage selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la lentille primaire (4) est une lentille de champ, le dispositif d’éclairage comprenant en outre une lentille de projection (9) positionnée en aval de la lentille primaire (4).
  11. Dispositif d’éclairage selon la revendication précédente, dans lequel, en sortie de la lentille de projection (9), au moins 70%, et de préférence moins de 90%, des rayons lumineux (2) s’étalent au-dessus du premier plan (p1).
  12. Dispositif d’éclairage selon l’une quelconque des revendications précédentes configuré pour produire un faisceau configuré pour former ou pour participer à former un feu de route.
  13. Dispositif d’éclairage selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la rangée de sources lumineuses (1) est positionnée à une distance entre 0,7 mm et 1,2 mm par rapport au dioptre d’entrée (5) de la lentille primaire (4).
  14. Dispositif d’éclairage selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel les sources lumineuses de la rangée de sources lumineuses (1) sont activables individuellement, le dispositif d’éclairage comprenant en outre des moyens de commande pour l’activation sélective des sources lumineuses de la rangée de sources lumineuses (1).
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