EP3232118A1 - Module d'émission d'un faisceau lumineux pour projecteur de véhicule automobile - Google Patents

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EP3232118A1
EP3232118A1 EP17165098.9A EP17165098A EP3232118A1 EP 3232118 A1 EP3232118 A1 EP 3232118A1 EP 17165098 A EP17165098 A EP 17165098A EP 3232118 A1 EP3232118 A1 EP 3232118A1
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EP
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collectors
collector
module
focal region
light
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Simon Gousset-Rousseau
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Valeo Vision SAS
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Valeo Vision SAS
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    • F21S41/663—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources

Definitions

  • the present invention relates to a device for emitting a light beam.
  • a preferred application relates to the automotive industry for the production of lighting devices, including motor vehicle headlights.
  • light modules are known, among which are traditionally found low beam or codes, a range on the road of 70 meters, which are used mainly at night and whose configuration of the light beam is such it does not dazzle the driver of a crossover vehicle or tracking.
  • this beam has a cut in the upper part with a horizontal portion, preferably about 0.57 degrees below the horizon, so as not to illuminate the area in which should be the driver of a vehicle coming in the opposite direction .
  • the publication FR2934667 is part of this technology by forming a lighting module which produces a cut-off beam by means of a folder disposed along the optical axis between first and second optical collectors adapted to collect a light emitted by first and second light sources respectively and redirecting the light to a focal region where one end of the folder is located. Downstream of the folder, the spokes are projected via a projection lens located at the output of the lighting module.
  • This prior art has a relatively complex structure in particular because of a large number of parts to be assembled to form the projector. Furthermore, the folder disposed between the two collectors has the effect of generating a dark line in the light beam, when the first and second light sources are turned on for a "full beam” lighting (high beams).
  • the invention makes it possible to solve all or part of the drawbacks of current techniques and proposes, for this purpose, to implement the cut-off function by exploiting the reflection phenomenon, preferably total, on one of the collectors, so as to get rid of the folder.
  • the term "collector adapted to reflect a light ray by total reflection” means a collector made of a refractive index material such as a light beam, arriving on a wall of the collector with an angle of incidence greater than a predetermined value, is totally reflected on this wall, without a part of the energy of this ray is substantially transmitted through this wall.
  • the invention relates, in this sense, to a module for emitting at least one light beam along an optical axis, with a cut-off profile for a motor vehicle, the module comprising at least a first and at least a second light source. and at least first and at least second optical collectors adapted to collect light emitted by said at least first and at least second light sources respectively and to redirect said light to a focal region.
  • one of said at least one first and / or at least one second collector is advantageously used as an optical reflector for generating a beam with a cutoff profile, without the need for an additional component, such as a plate metal bonded between said first and second collectors.
  • Said collector acting as a cut-off element makes it possible to reflect all or part of the rays coming from the other collector (s) towards an upper / lower end of the lens, possibly designed to project the beam.
  • the reflection can be carried out either by glassy reflection on a dioptric surface defined between the collector and the ambient medium, or by metallic reflection on a metal coating deposited on a part of the surface of the collector.
  • the outer surface of one manifold relative to the other acts as an optical reflector.
  • At least one of said collectors extends towards the focal region to reflect a portion of the light emitted by the other collector, so as to define the cutoff profile.
  • Another aspect of the invention relates to a transmission device comprising at least one transmission module according to one or more of the characteristics described above.
  • the device is a front projector of a motor vehicle.
  • the figure 1 is a sectional representation of a lighting module 1 for a motor vehicle, according to one embodiment of the invention.
  • the section is made in a vertical plane [O, X, Z] of a local coordinate system ⁇ O, X, Y, Z ⁇ , where the axis OX indicates a horizontal direction, parallel to the optical axis of the projector, while the axis OZ designates a vertical direction perpendicular to the axis OX.
  • the lighting module illustrated at figure 1 is intended to produce two light beams for the implementation of two distinct lighting modes: (i) lighting having a cut-off profile to avoid dazzling the vehicles traveling in the opposite direction (corresponding to a lighting mode of type "codes"), and (ii) lighting without a cut-off profile (corresponding to a "full-beam” or "high beam” type of lighting mode).
  • the lighting module (or transmission module) according to the invention 1 comprises a first set consisting of a first light source 3 and a first optical collector 5, the first optical assembly being intended to provide a first light beam .
  • the module 1 further comprises a second assembly consisting of a second light source 4 and a second optical collector 6, the second optical assembly being intended to provide a second light beam.
  • a convergent lens 10 is arranged along the optical axis A, so as to project the optical beams from the collectors and to perform one of the two lighting modes provided according to the ignition of one or more two light sources 3, 4.
  • the first collector 5 extends towards a focal region to reflect a portion of the light emitted by the other collector, so as to define the cutoff profile.
  • the focal region corresponds to the focus F of the lens 10.
  • the first collector 5 comprises a reflection surface 55 of the light coming from the second collector 6. More precisely, the beam cutoff profile is produced by a surface element 55 of the first collector 5 at the level of the focus F, this surface element forming a diopter between the first collector 5 and the ambient medium consisting of air.
  • the cut is implemented by a partial external reflection of glassy reflection type. So, a cleavage of the beam can be advantageously carried out without requiring any additional component, such as a so-called metal plate folder (folder or English).
  • the cuts produced can have any orientation in the space.
  • the cutoff profile preferably refers to the formation of an output beam, not uniformly distributed around the optical axis, due to the presence of a zone of least light exposure, this zone being substantially delimited by a profile. cut, which can be formed by at least two, and in particular three line segments forming an angle between them to form a turn, known as "kink”. The resulting lighting is called "code lights”.
  • each light source 3, 4 consists of a light-emitting diode.
  • a plurality of transmitting elements may be combined to form each of the first and second light sources so as to emit a higher optical power light output at the output of the projection lens.
  • Each emission element may consist, for example, of a light-emitting diode or a laser diode.
  • the first 3 and second 4 light sources are oriented, so as to emit light in directions parallel to the optical axis A of the module.
  • the first 5 and second 6 collectors are adapted to collect the light emitted by the first 3 and second 4 light sources respectively and to redirect the collected light to the focal region and in particular to the focal point F.
  • the first collector 5 extending towards the focal region comprises a collection region 51 having an axis of symmetry inclined towards the optical axis A of the module.
  • the first and second collectors are separated by a medium of refractive index lower than the index of refraction of the collectors.
  • this medium consists of air.
  • a dioptric surface 55 is thus formed between the air and the first collector 5. In this way, all or some of the rays coming from the second collector 6 are reflected on the surface of the first collector 5, for example, according to a glassy reflection.
  • the first collector 5 extending towards the focal region has an output face 53 included in the focal region and more particularly in a vertical plane (F, O, Y) comprising the point focal F.
  • the dioptric surface 55 of the first collector 5 is tangent to the optical axis A of the module.
  • the first and second collectors are made of a transparent material having a refractive index greater than the refractive index of air.
  • a transparent material having a refractive index greater than the refractive index of air.
  • PC polycarbonate
  • LED diodes
  • the collectors may be made of polypropylene carbonate (PPC) or polymethyl methacrylate (PMMA).
  • the figure 2 shows in section, along a vertical plane (O, X, Z) passing through the optical axis A, a second embodiment of the invention.
  • This second embodiment differs from the first mode described with reference to the figure 1 , in that the second collector 6 'extends along the optical axis A in the direction of the focal region.
  • the second collector 6 'extending towards the focal region comprises a collection region 61 having an axis of symmetry inclined towards the optical axis A of the module.
  • a dioptric surface 65 is formed between the ambient medium consisting of air and the second collector 6 ', allowing all or part of the rays coming from the first collector 5 'to be reflected on the surface of the second collector 6' by an external partial reflection of glassy reflection type.
  • the beam cutoff profile is produced by an element of the dioptric surface 65 at the focus F, as previously described with reference to the figure 1 .
  • the module is adapted so that a portion of the light from the first light source 3 associated with the first collector 5 'is transmitted by said first collector 5' and passes through the second collector 6 ' , so as to emerge through the exit face 63 included in the focal region.
  • the second collector 6 ' is adapted to guide the injected light from the first collector 5', to the outlet surface 63 of the second collector 6 ', so as to reach the projection lens 10.
  • the lower surface 67 of the second collector 6 ' is shaped, so that the light from the first collector 5' undergoes a total reflection on this surface.
  • the light thus emitted may be used to illuminate road signs located above the roadway, in height.
  • the lower surface 67 of the second collector 6 ' is shaped to illuminate the signs, whether in partial or total reflection, or by metallizing this surface.
  • the figure 3 shows in section, in a vertical plane (O, Y, Z) passing through the optical axis A, an embodiment variant applied to the first embodiment of the invention described above with reference to the figure 1 .
  • the first collector 5 "extending towards the focal region comprises a reflective coating 8 disposed on a part of the collector 5", especially at the level of the focal region, so as to reflect all or part of the rays the other collector 6 according to a cutoff profile.
  • this reflective coating 8 is constituted by a thin layer of metal, the layer being sufficiently thin to avoid the appearance of a zone of absence of light, at the exit of the projection lens
  • This metallic coating also makes it possible to improve the emission efficiency of the portion of the module that does not extend to the focal region (ie the second source 4 and the second collector 6 in the example of FIG. figure 3 ), because of a high reflectivity of the metal in comparison with the case of a glassy reflection.
  • such a coating can be easily shaped according to the desired cutoff profile. It thus constitutes a cut-off element integrated in the first collector 5 "of the module.
  • the metal coating 8 partially covers the surface 55 of the first collector 5 tangential to the optical axis A, so that all or some of the rays coming from the second collector 6 are reflected on the metal coating 8 (reflection external metal reflection type), so as to be redirected to a lower end of the lens 10.
  • the figure 4 shows in section, in a vertical plane (O, Y, Z) passing through the optical axis A, the same embodiment variant applied to the second embodiment of the invention described above with reference to the figure 2 .
  • the metal coating 8 ' partially covers the surface 65 of the second collector 6 "tangent to the optical axis A, so that all or some of the rays coming from the first collector 5' are reflected on the layer 8 ', so as to be redirected towards an upper end of the lens 10.
  • the cutting of the beam is carried out by means of a metallic reflection of the rays coming from the first collector 5 'implemented by the metal coating 8'.
  • the figure 5 shows in section, along a vertical plane (O, Y, Z) passing through the optical axis A, a third embodiment of the invention, in which the first 5 and second 6 'collectors extend in the direction of the focal region and in particular towards the focal point F of the lens 10.
  • the two collectors 5, 6 'each have an exit face 53, 63 included in the focal region, and in particular in a vertical plane (F, Y, Z) comprising the focal point F of the lens 10.
  • the lower surface 55 of the first collector 5 and the upper surface 65 of the second collector 6 ' are coincident along the optical axis A, so that the two collectors are in contact with each other to form a dioptric surface.
  • the cut is achieved by a total reflection at the level of the dioptric surface.
  • This embodiment in which the first and second collectors are both extended to the focal point F of the lens 10, advantageously makes it possible to maximize the optical fluxes respectively from the first 5 and second 6 'collectors, since each of these fluxes undergo a total reflection at the level of the dioptric surface.
  • the two collectors are separated by a thin slice of air disposed along the optical axis A, so that that each collector defines a dioptric surface with air.
  • Each dioptric surface thus formed by a collector makes it possible to reflect all or part of the light emitted by the other collector. Thus, all or part of the rays coming from the two collectors are reflected towards the upper and lower ends of the lens 10.
  • the outlet face of the collector (s) extending towards the focal region has a flat surface perpendicular to the optical axis A. This is the output face 53 of the first collector , 5 "as illustrated on figures 1 , 3 , 5 and the outlet face 63 of the second collector 6 ', 6 "as illustrated in FIGS. figures 2 , 4 , 5 .
  • this exit face may have a convex or sunken surface and / or may be inclined with respect to the optical axis, in order to enlarge or focus the optical beam and / or to correct any aberrations of the projection lens 10.
  • the edge formed by the intersection of the exit surface of the transparent collector having been extended towards the optical axis and the lower surface of this collector, forming the cutoff element, can be shaped to reduce the effect of the aberrations of the projection lens 10 on the shape of the cut in the beam.
  • This is the stop of the first manifold 5, 5 "between its outlet surface 53 and its lower surface 55 as illustrated on the figures 1 , 3 or the stop of the second collector 6 ', 6 "between its outlet surface 63 and its lower surface 65 as illustrated in FIGS. figures 2 , 4 .
  • the figure 6 shows in perspective, a multi-source module according to the invention comprising several transmission modules according to the second embodiment previously described with reference to the figure 2 .
  • the module is called "multi-source” in the sense that it includes several light sources to have sufficient optical power, in accordance with current lighting standards.
  • the module comprises a first row of seven light-emitting diodes 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g (first sources) and a second row of five light-emitting diodes 4c, 4d, 4e, 4f, 4g (second sources ). Seven first collectors and five second collectors are associated respectively with the first seven and five second light sources.
  • the second collectors are in continuity of material with each other, so as to form a single piece 600, this part can be easily made by molding or by any other suitable manufacturing technique.
  • the first collectors are in continuity of material with each other, so as to form a single piece.
  • the module further comprises a projection lens 100 common to all sources and collectors.

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Abstract

Module d'émission d'au moins un faisceau lumineux suivant un axe optique (A) avec un profil de coupure pour véhicule automobile, le module comprenant des premier (5, 5', 5'') et deuxième (6, 6', 6'') collecteurs optiques adaptés à collecter une lumière émise par des première (3) et deuxième (4) sources lumineuses respectivement et à rediriger ladite lumière vers une région focale, l'un au moins desdits collecteurs (5, 5', 5'', 6, 6', 6'') s'étendant en direction de ladite région focale pour réfléchir une partie de la lumière émise par l'autre collecteur de façon à définir ledit profil de coupure.

Description

  • La présente invention est relative à un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux. Une application préférée concerne l'industrie automobile pour la réalisation de dispositifs d'éclairage, notamment de projecteurs de véhicules automobiles.
  • Dans ce domaine, on connaît des modules d'éclairage parmi lesquels on trouve traditionnellement des feux de croisement, ou codes, d'une portée sur la route avoisinant 70 mètres, qui sont utilisés essentiellement la nuit et dont la configuration du faisceau lumineux est telle qu'elle permet de ne pas éblouir le conducteur d'un véhicule croisé ou suivi. Typiquement, ce faisceau présente une coupure en partie supérieure avec une portion horizontale, préférentiellement environ 0,57 degrés en dessous de l'horizon, afin de ne pas éclairer la zone dans laquelle devrait se trouver le conducteur d'un véhicule arrivant en sens inverse.
  • La publication FR2934667 s'inscrit dans le cadre de cette technologie en formant un module d'éclairage qui réalise un faisceau à coupure au moyen d'une plieuse disposée le long de l'axe optique entre des premier et deuxième collecteurs optiques adaptés à collecter une lumière émise par des première et deuxième sources lumineuses respectivement et à rediriger la lumière vers une région focale où se situe une des extrémités de la plieuse. En aval de la plieuse, les rayons sont projetés via une lentille de projection située en sortie du module d'éclairage.
  • Cette antériorité a une structure relativement complexe notamment en raison d'un nombre élevé de pièces à assembler pour former le projecteur. Par ailleurs, la plieuse disposée entre les deux collecteurs a pour effet de générer une ligne sombre dans le faisceau de lumière, lorsque les première et deuxième sources de lumière sont allumées pour un éclairage « plein phares » (feux de route).
  • L'invention permet de résoudre tout ou partie des inconvénients des techniques actuelles et propose, à cette fin, de mettre en oeuvre la fonction de coupure en exploitant le phénomène de réflexion, de préférence totale, sur l'un des collecteurs, de manière à s'affranchir de la plieuse. Dans la description qui va suivre, on entend par « collecteur adapté pour réfléchir un rayon lumineux par réflexion totale » un collecteur réalisé en un matériau d'indice de réfraction tel qu'un rayon lumineux, arrivant sur une paroi du collecteur avec un angle d'incidence supérieure à une valeur prédéterminée, est totalement réfléchi sur cette paroi, sans qu'une partie de l'énergie de ce rayon soit sensiblement transmise au travers de cette paroi.
  • L'invention concerne, en ce sens, un module d'émission d'au moins un faisceau lumineux suivant un axe optique, avec un profil de coupure pour véhicule automobile, le module comprenant des au moins une première et au moins une deuxième sources lumineuses et des au moins un premier et au moins un deuxième collecteurs optiques adaptés à collecter une lumière émise par lesdites au moins une première et au moins une deuxième sources lumineuses respectivement et à rediriger ladite lumière vers une région focale.
  • Selon l'invention, l'un desdits au moins un premier et/ou au moins un deuxième collecteurs est avantageusement utilisé en tant que réflecteur optique pour générer un faisceau avec un profil de coupure, sans nécessiter de composant additionnel, tel qu'une plaque métallique fixée entre lesdits premier et deuxième collecteurs. Ledit collecteur jouant le rôle d'élément de coupure, permet de réfléchir tout ou une partie des rayons issus du ou des autres collecteur(s), vers une extrémité supérieure/inférieure de la lentille, éventuellement prévue pour projeter le faisceau.
  • Selon divers modes de réalisation envisagés, la réflexion peut être réalisée, soit par réflexion vitreuse sur une surface dioptrique définie entre le collecteur et le milieu ambient, soit par réflexion métallique sur un revêtement métallique déposé sur une partie de la surface du collecteur. Dans les deux cas, la surface externe d'un collecteur par rapport à l'autre, joue le rôle de réflecteur optique.
  • De manière avantageuse, l'un au moins desdits collecteurs s'étend en direction de la région focale pour réfléchir une partie de la lumière émise par l'autre collecteur, de façon à définir le profil de coupure.
  • D'autres caractéristiques, optionnelles et non limitatives, sont énoncées ci-après. Elles pourront être mises en oeuvre séparément ou selon toutes combinaisons entre elles :
    • l'un au moins des collecteurs s'étendant en direction de la région focale est adapté de manière à réaliser la coupure dudit au moins un faisceau par réflexion externe, notamment partielle et/ou vitreuse, d'une partie au moins de ladite lumière émise par l'autre collecteur ;
    • l'un au moins des collecteurs s'étendant en direction de la région focale est adapté de manière à réaliser la coupure dudit au moins un faisceau par réflexion totale, d'une partie au moins de ladite lumière émise par l'autre collecteur ;
    • lesdits au moins un premier et au moins un deuxième collecteurs sont réalisés par des pièces distinctes l'une de l'autre,
    • lesdits au moins un premier et au moins un deuxième collecteurs sont séparés par un milieu d'indice de réfraction inférieur à l'indice de réfraction des collecteurs,
    • le milieu est constitué d'air,
    • le(s) collecteur(s) s'étendant en direction de la région focale présente(nt) une face de sortie comprise dans ladite région focale,
    • ladite face de sortie comprise dans ladite région focale est convexe, concave, ou inclinée,
    • seulement l'un des collecteurs s'étend vers la région focale,
    • ledit au moins un desdits collecteurs s'étendant en direction de la région focale comprend une surface de réflexion de la lumière émise par ledit autre collecteur,
    • le collecteur s'étendant vers la région focale comprend un revêtement réfléchissant disposé sur une partie du collecteur et destiné à réfléchir tout ou partie des rayons issus de l'autre collecteur,
    • le revêtement est disposé au moins sur une partie de la surface du collecteur s'étendant à partir de la région focale, en direction des sources lumineuses,
    • lesdits au moins un premier et au moins un deuxième collecteurs s'étendent le long de l'axe optique en direction de la région focale,
    • le ou les collecteurs s'étendant en direction de la région focale comprennent une région de collecte présentant un axe de symétrie incliné en direction de l'axe optique du module,
    • le ou les collecteurs s'étendant en direction de la région focale comprennent une surface tangente à l'axe optique du module,
    • au moins un desdits au moins un premier et au moins un deuxième collecteurs comprend du polycarbonate,
    • l'indice de réfraction du premier et du deuxième collecteur est identique,
    • lesdites au moins une première et au moins une deuxième sources lumineuses sont orientées de manière à émettre de la lumière selon des directions sensiblement parallèles à l'axe optique du module,
    • au moins une des sources lumineuses est orientée de manière à émettre de la lumière en direction de l'axe optique, au moins l'une desdites au moins une première et au moins une deuxième sources lumineuses comprend une diode électroluminescente,
    • le module est adapté de sorte qu'une partie de la lumière traversant l'un des collecteurs en provenance de la ou des sources lumineuses associées traverse l'autre collecteur, de manière à ressortir par la face de sortie comprise dans la région focale,
    • le module comprend une pluralité de premiers collecteurs et/ou une pluralité de deuxièmes collecteurs,
    • ladite pluralité de premiers collecteurs sont en continuité de matière et/ou la pluralité de deuxièmes collecteurs sont en continuité de matière, les uns avec les autres, respectivement,
    • le module comprend en outre une lentille de projection qui pourra être configurée pour être commune à la pluralité de premiers collecteurs et/ou à la pluralité de deuxièmes collecteurs.
  • Un autre aspect de l'invention porte sur un dispositif d'émission comprenant au moins un module d'émission selon l'une ou plusieurs des caractéristiques décrites ci-avant. Selon une particularité de l'invention, le dispositif est un projecteur avant de véhicule automobile.
  • D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
    • la figure 1 montre en coupe, selon un plan vertical passant par l'axe optique, un premier mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 2 montre en coupe, selon un plan vertical passant par l'axe optique, un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 3 montre en coupe, selon un plan vertical passant par l'axe optique, une variante du premier mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 4 montre en coupe, selon un plan vertical passant par l'axe optique, une variante du deuxième mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 5 montre en coupe, selon un plan vertical passant par l'axe optique, un troisième mode de réalisation de l'invention ; et
    • la figure 6 montre en perspective, un module d'éclairage multi-sources selon l'invention.
  • La figure 1 est une représentation en coupe d'un module d'éclairage 1 pour véhicule automobile, selon un mode de réalisation de l'invention. Dans cette représentation, la coupe est réalisée suivant un plan vertical [O, X, Z] d'un repère local {O, X, Y, Z}, où l'axe O-X indique une direction horizontale, parallèle à l'axe optique du projecteur, tandis que l'axe O-Z désigne une direction verticale perpendiculaire à l'axe O-X.
  • Le module d'éclairage illustré à la figure 1 est destiné à produire deux faisceaux lumineux pour la mise en oeuvre de deux modes d'éclairage distincts : (i) un éclairage présentant un profil de coupure pour éviter d'éblouir les véhicules circulant en sens inverse (correspondant à un mode d'éclairage de type « codes »), et (ii) un éclairage sans profil de coupure (correspondant à un mode d'éclairage de type « plein phares » ou « feux de route »).
  • Le module d'éclairage (ou module d'émission) selon l'invention 1 comprend un premier ensemble constitué d'une première source lumineuse 3 et d'un premier collecteur optique 5, le premier ensemble optique étant destiné à fournir un premier faisceau lumineux.
  • Le module 1 selon l'invention comprend, en outre, un deuxième ensemble constitué d'une deuxième source lumineuse 4 et d'un deuxième collecteur optique 6, le deuxième ensemble optique étant destiné à fournir un deuxième faisceau lumineux.
  • Une lentille convergente 10 est disposée le long de l'axe optique A, de manière à projeter les faisceaux optiques issus des collecteurs et à réaliser l'un des deux modes d'éclairage prévus en fonction de l'allumage de l'une ou des deux sources lumineuses 3, 4.
  • Selon l'invention, le premier collecteur 5 s'étend en direction d'une région focale pour réfléchir une partie de la lumière émise par l'autre collecteur, de façon à définir le profil de coupure. Dans le cas présent, la région focale correspond au foyer F de la lentille 10.
  • De manière avantageuse, le premier collecteur 5 comprend une surface de réflexion 55 de la lumière issue du deuxième collecteur 6. Plus précisément, le profil de coupure du faisceau est produit par un élément de surface 55 du premier collecteur 5 au niveau du foyer F, cet élément de surface formant un dioptre entre le premier collecteur 5 et le milieu ambiant constitué d'air. La coupure est mise en oeuvre par une réflexion partielle externe de type réflexion vitreuse. Ainsi, une coupure du faisceau peut être réalisée de manière avantageuse sans nécessiter de composant additionnel, tel qu'une plaque métallique dite plieuse (ou folder en anglais).
  • Les coupures produites peuvent avoir toute orientation dans l'espace. Le profil de coupure s'entend préférentiellement de la formation d'un faisceau de sortie, non uniformément réparti autour de l'axe optique, du fait de la présence d'une zone de moindre exposition lumineuse, cette zone étant sensiblement délimitée par un profil de coupure, qui peut être formé par au moins deux, et notamment trois segments de droite formant un angle entre eux pour former un virage, connu sous le vocable anglais « kink ». L'éclairage résultant est dit de type « feux de codes ».
  • Dans l'exemple présent, chaque source lumineuse 3, 4 est constituée d'une diode électroluminescente. Toutefois, dans d'autres modes de réalisation, plusieurs éléments d'émission pourront être combinés pour former chacune des première et deuxième sources lumineuses, de manière à émettre un flux lumineux de puissance optique plus élevée en sortie de la lentille de projection. Chaque élément d'émission pourra être constitué, par exemple, par une diode électroluminescente ou une diode laser.
  • Selon une autre particularité de l'invention, les première 3 et deuxième 4 sources lumineuses sont orientées, de manière à émettre de la lumière selon des directions parallèles à l'axe optique A du module.
  • Les premier 5 et deuxième 6 collecteurs sont adaptés pour collecter la lumière émise par les première 3 et deuxième 4 sources lumineuses respectivement et pour rediriger la lumière collectée vers la région focale et en particulier vers le point focal F.
  • Selon une particularité de l'invention, le premier collecteur 5 s'étendant en direction de la région focale comprend une région de collecte 51 présentant un axe de symétrie incliné en direction de l'axe optique A du module.
  • Selon une autre particularité de l'invention, les premier et deuxième collecteurs sont séparés par un milieu d'indice de réfraction inférieur à l'indice de réfraction des collecteurs. Dans le présent exemple, ce milieu est constitué d'air.
  • Comme déjà indiqué, une surface dioptrique 55 est ainsi formée entre l'air et le premier collecteur 5. De la sorte, tout ou partie des rayons issus du deuxième collecteur 6 se réfléchissent à la surface du premier collecteur 5, par exemple, selon une réflexion vitreuse.
  • Selon une autre particularité de l'invention, le premier collecteur 5 s'étendant en direction de la région focale présente une face de sortie 53 comprise dans la région focale et plus particulièrement dans un plan vertical (F, O, Y) comprenant le point focal F. La surface dioptrique 55 du premier collecteur 5 est tangente à l'axe optique A du module.
  • Les premier et deuxième collecteurs sont constitués d'un matériau transparent ayant un indice de réfraction supérieur à l'indice de réfraction de l'air. On utilisera préférentiellement du polycarbonate (PC) adapté à résister à la chaleur générée par les diodes (LED). Le choix de ce matériau est particulièrement avantageux, dans la mesure où les diodes LED se trouvent à proximité des collecteurs transparents.
  • Dans d'autres exemples de réalisation, les collecteurs pourront être constitués en carbonate de polypropylène (PPC) ou en polyméthacrylate de méthyle (PMMA).
  • La figure 2 montre en coupe, selon un plan vertical (O, X, Z) passant par l'axe optique A, un deuxième mode de réalisation de l'invention. Ce deuxième mode de réalisation diffère du premier mode décrit en référence à la figure 1, en ce que le deuxième collecteur 6' s'étend le long de l'axe optique A en direction de la région focale.
  • Selon une particularité de l'invention, le deuxième collecteur 6' s'étendant en direction de la région focale, comprend une région de collecte 61 présentant un axe de symétrie incliné en direction de l'axe optique A du module.
  • Une surface dioptrique 65 est formée entre le milieu ambiant constitué d'air et le deuxième collecteur 6', permettant à tout ou partie des rayons issus du premier collecteur 5' de se réfléchir à la surface du deuxième collecteur 6' par une réflexion partielle externe de type réflexion vitreuse. Le profil de coupure du faisceau est produit par un élément de la surface dioptrique 65 au niveau du foyer F, comme décrit précédemment en référence à la figure 1. Selon une autre particularité de l'invention, le module est adapté de sorte qu'une partie de la lumière issue de la première source lumineuse 3 associée au premier collecteur 5' est transmise par ledit premier collecteur 5' et traverse le deuxième collecteur 6', de manière à ressortir par la face de sortie 63 comprise dans la région focale.
  • La première source lumineuse 3 et/ou le premier collecteur 5' sont adaptés, de sorte qu'une partie de la lumière issue de cette source traverse le premier collecteur 5' et pénètre dans le deuxième collecteur 6'. A cet effet, plusieurs adaptations peuvent être envisagées :
    1. a) la première source lumineuse 3 est légèrement inclinée en direction de l'axe optique A ; et/ou
    2. b) la première source lumineuse 3 émet selon un angle d'émission suffisamment large en direction du deuxième collecteur 6' ; et/ou
    3. c) la zone de collecte du premier collecteur 5' est conformée de sorte qu'une partie des rayons émis par la première source 3 ne soient pas réfléchis à la surface du premier collecteur 5', de manière à ce que ces rayons soient injectés dans le deuxième collecteur 6'.
  • Le deuxième collecteur 6' est adapté pour guider la lumière injectée en provenance du premier collecteur 5', jusqu'à la surface de sortie 63 du deuxième collecteur 6', de manière à atteindre la lentille de projection 10. Pour cela, la surface inférieure 67 du deuxième collecteur 6' est conformée, de telle sorte que la lumière issue du premier collecteur 5' subisse une réflexion totale sur cette surface. La lumière ainsi émise pourra servir à éclairer des panneaux de signalisation situés au-dessus de la chaussée, en hauteur.
  • La surface inférieure 67 du deuxième collecteur 6' est conformée pour éclairer les panneaux de signalisation, que ce soit en réflexion partielle ou totale, ou en métallisant cette surface.
  • La figure 3 montre en coupe, selon un plan vertical (O, Y, Z) passant par l'axe optique A, une variante de réalisation appliquée au premier mode de réalisation de l'invention décrit précédemment en référence à la figure 1.
  • Selon cette variante de réalisation, le premier collecteur 5" s'étendant vers la région focale, comprend un revêtement réfléchissant 8 disposé sur une partie du collecteur 5" notamment au niveau de la région focale, de manière à réfléchir tout ou partie des rayons issus de l'autre collecteur 6 selon un profil de coupure. A titre d'exemple illustratif et non limitatif, ce revêtement réfléchissant 8 est constitué par une fine couche de métal, la couche étant suffisamment fine pour éviter l'apparition d'une zone d'absence de lumière, en sortie de la lentille de projection 10. Ce revêtement métallique permet en outre d'améliorer l'efficacité d'émission de la partie du module qui ne s'étend pas jusqu'à la région focale (i.e. deuxième source 4 et deuxième collecteur 6 dans l'exemple de la figure 3), en raison d'un pouvoir de réflexion élevé du métal en comparaison avec le cas d'une réflexion vitreuse. En outre, un tel revêtement peut être facilement conformé selon le profil de coupure souhaité. Il constitue ainsi un élément de coupure intégré au premier collecteur 5" du module.
  • Selon cette variante de réalisation, le revêtement métallique 8 recouvre en partie la surface 55 du premier collecteur 5 tangente à l'axe optique A, de sorte que tout ou partie des rayons issus du deuxième collecteur 6 se réfléchissent sur le revêtement métallique 8 (réflexion externe de type réflexion métallique), de manière à être redirigés vers une extrémité inférieure de la lentille 10.
  • La figure 4 montre en coupe, selon un plan vertical (O, Y, Z) passant par l'axe optique A, la même variante de réalisation appliquée au deuxième mode de réalisation de l'invention décrit précédemment en référence à la figure 2.
  • Selon cette même variante de réalisation, le revêtement métallique 8' recouvre en partie la surface 65 du deuxième collecteur 6" tangente à l'axe optique A, de sorte que tout ou partie des rayons issus du premier collecteur 5' se réfléchissent sur la couche métallique 8', de manière à être redirigés vers une extrémité supérieure de la lentille 10.
  • Ainsi, la coupure du faisceau est réalisée au moyen d'une réflexion métallique des rayons issus du premier collecteur 5' mise en oeuvre par le revêtement métallique 8'.
  • La figure 5 montre en coupe, selon un plan vertical (O, Y, Z) passant par l'axe optique A, un troisième mode de réalisation de l'invention, dans lequel les premier 5 et deuxième 6' collecteurs s'étendent en direction de la région focale et en particulier vers le point focal F de la lentille 10.
  • Selon une particularité de l'invention, les deux collecteurs 5, 6' présentent chacun une face de sortie 53, 63 comprise dans la région focale, et en particulier dans un plan vertical (F, Y, Z) comprenant le point focal F de la lentille 10.
  • Comme illustré à la figure 5, la surface inférieure 55 du premier collecteur 5 et la surface supérieure 65 du deuxième collecteur 6' sont confondues suivant l'axe optique A, de sorte que les deux collecteurs soient en contact l'un avec l'autre pour former une surface dioptrique.
  • Ainsi, la coupure est réalisée par une réflexion totale au niveau de la surface dioptrique.
  • Ce mode de réalisation, dans lequel les premier et deuxième collecteurs sont tous deux étendus jusqu'au point focal F de la lentille 10, permet avantageusement de maximiser les flux optiques issus respectivement des premier 5 et deuxième 6' collecteurs, étant donné que chacun de ces flux subit une réflexion totale au niveau de la surface dioptrique.
  • Selon une autre particularité de l'invention, prévue en particulier dans le cas où les deux collecteurs présentent un même indice de réfraction, les deux collecteurs sont séparés par une fine tranche d'air disposée le long de l'axe optique A, de sorte que chaque collecteur définisse une surface dioptrique avec l'air.
  • Chaque surface dioptrique ainsi formée par un collecteur permet de réfléchir tout ou une partie de la lumière émise par l'autre collecteur. Ainsi, tout ou partie des rayons issus des deux collecteurs sont réfléchis vers des extrémités supérieure et inférieure de la lentille 10.
  • Dans les modes de réalisation décrits en référence aux figures 1 à 6, la face de sortie du (ou des) collecteur(s) s'étendant en direction de la région focale présente une surface plane et perpendiculaire à l'axe optique A. Il s'agit de la face de sortie 53 du premier collecteur 5, 5" telle qu'illustrée sur les figures 1, 3, 5 et de la face de sortie 63 du deuxième collecteur 6', 6" telle qu'illustrée sur les figures 2, 4, 5.
  • Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, cette face de sortie pourra présenter une surface bombée ou creusée et/ou pourra être inclinée par rapport à l'axe optique, afin d'élargir ou de concentrer le faisceau optique et/ou de corriger d'éventuelles aberrations de la lentille de projection 10.
  • L'arrête formée par l'intersection de la surface de sortie du collecteur transparent ayant été étendu en direction de l'axe optique et de la surface inférieure de ce collecteur, formant l'élément de coupure, peut être conformée de manière à réduire l'effet des aberrations de la lentille de projection 10 sur la forme de la coupure dans le faisceau. Il s'agit de l'arrête du premier collecteur 5, 5"entre sa surface de sortie 53 et sa surface inférieure 55 comme illustrée sur les figures 1, 3 ou de l'arrête du deuxième collecteur 6', 6" entre sa surface de sortie 63 et sa surface inférieure 65 comme illustrée sur les figures 2, 4.
  • La figure 6 montre en perspective, un module multi-sources selon l'invention comprenant plusieurs modules d'émission selon le deuxième mode de réalisation précédemment décrit en référence à la figure 2.
  • Le module est dit « multi-sources » dans le sens où il comprend plusieurs sources lumineuses pour disposer d'une puissance optique suffisante, conformément aux normes d'éclairage en vigueur. En particulier, le module comprend une première rangée de sept diodes électroluminescentes 3a, 3b , 3c, 3d, 3e, 3f, 3g (premières sources) et une deuxième rangée de cinq diodes électroluminescentes 4c, 4d, 4e, 4f, 4g (deuxièmes sources). Sept premiers collecteurs et cinq deuxièmes collecteurs sont associés respectivement aux sept premières et cinq deuxièmes sources lumineuses.
  • Selon une particularité de l'invention, les deuxièmes collecteurs sont en continuité de matière les uns avec les autres, de manière à former une seule pièce 600, cette pièce pouvant être facilement réalisée par moulage ou par toute autre technique de fabrication adaptée. Dans d'autres exemples de réalisation, les premiers collecteurs sont en continuité de matière les uns avec les autres, de manière à former une seule pièce.
  • Le module comprend en outre une lentille de projection 100 commune à l'ensemble des sources et des collecteurs.

Claims (15)

  1. Module d'émission d'au moins un faisceau lumineux suivant un axe optique (A) avec un profil de coupure pour véhicule automobile, ledit module comprenant des au moins une première (3) et au moins une deuxième (4) sources lumineuses et des au moins un premier (5 ; 5' ; 5") et au moins un deuxième (6 ; 6' ; 6") collecteurs optiques adaptés à collecter une lumière émise par lesdites au moins une première (3) et au moins une deuxième (4) sources lumineuses respectivement et à rediriger ladite lumière vers une région focale, ledit module étant caractérisé en ce que l'un au moins desdits collecteurs (5 ; 6' ; 5" ; 6" ; 5, 6') s'étend en direction de ladite région focale pour réfléchir une partie de la lumière émise par l'autre collecteur (6 ; 5') de façon à définir ledit profil de coupure.
  2. Module selon la revendication 1, dans lequel l'un au moins desdits collecteurs (5 ; 6' ; 5" ; 6" ; 5, 6') s'étendant en direction de ladite région focale est adapté de manière à réaliser la coupure dudit au moins un faisceau par réflexion externe d'une partie au moins de ladite lumière émise par l'autre collecteur.
  3. Module selon la revendication 1, dans lequel l'un au moins desdits collecteurs (5, 6') s'étendant en direction de ladite région focale est adapté de manière à réaliser la coupure dudit au moins un faisceau par réflexion totale d'une partie au moins de ladite lumière émise par l'autre collecteur.
  4. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel lesdits au moins un premier (5 ; 5' ; 5") et au moins un deuxième (6, 6") collecteurs sont séparés par un milieu d'indice de réfraction inférieur à l'indice de réfraction desdits collecteurs.
  5. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le ou lesdits collecteurs (5 ; 6' ; 5" ; 6" ; 5, 6') s'étendant en direction de la région focale présentent une face de sortie (53 ; 63) comprise dans ladite région focale.
  6. Module selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est adapté de sorte qu'une partie de la lumière traversant l'un des collecteurs (5') en provenance de la ou des sources lumineuses associées traverse l'autre collecteur (6'), de manière à ressortir par la face de sortie (63) comprise dans la région focale.
  7. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel seulement l'un des collecteurs (5 ; 6' ; 5" ; 6") s'étend vers la région focale.
  8. Module selon la revendication 7, dans lequel ledit collecteur (5", 6") s'étendant vers la région focale comprend un revêtement réfléchissant (8 ; 8') disposé sur une partie dudit collecteur et destiné à réfléchir tout ou partie des rayons issus de l'autre collecteur (6 ; 5').
  9. Module selon la revendication 8, dans lequel ledit revêtement (8 ; 8') est disposé au moins sur une partie de la surface dudit collecteur (5", 6") s'étendant à partir de ladite région focale en direction desdites sources lumineuses (3 ; 4).
  10. Module selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel lesdits au moins un premier (5) et au moins un deuxième (6') collecteurs s'étendent le long de l'axe optique (A) en direction de ladite région focale.
  11. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le ou lesdits collecteurs s'étendant en direction de la région focale comprennent une région de collecte (51 ; 61) présentant un axe de symétrie incliné en direction de l'axe optique du module.
  12. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le ou lesdits collecteurs s'étendant en direction de la région focale comprennent une surface tangente (55 ; 65) à l'axe optique du module.
  13. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel lesdites au moins une première (3) et au moins une deuxième (4) sources lumineuses sont orientées de manière à émettre de la lumière selon des directions sensiblement parallèles à l'axe optique (A) du module.
  14. Module d'émission selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant une pluralité de premiers collecteurs (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g) et/ou une pluralité de deuxième collecteurs (600), et dans lequel ladite pluralité de premiers collecteurs sont en continuité de matière et/ou la pluralité de deuxièmes collecteurs sont en continuité de matière (600), les uns avec les autres, respectivement.
  15. Dispositif d'émission comprenant au moins un module d'émission selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
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