EP3517830A1 - Road lighting device with a controlled caustic generating surface forming a light beam - Google Patents

Road lighting device with a controlled caustic generating surface forming a light beam Download PDF

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EP3517830A1
EP3517830A1 EP19154542.5A EP19154542A EP3517830A1 EP 3517830 A1 EP3517830 A1 EP 3517830A1 EP 19154542 A EP19154542 A EP 19154542A EP 3517830 A1 EP3517830 A1 EP 3517830A1
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EP
European Patent Office
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generating surface
rays
une
given
lighting system
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Valeo Vision SAS
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/13—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region
    • F21W2102/135—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region the light having cut-off lines, i.e. clear borderlines between emitted regions and dark regions
    • F21W2102/155—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region the light having cut-off lines, i.e. clear borderlines between emitted regions and dark regions having inclined and horizontal cutoff lines

Definitions

  • the present invention relates to the field of vehicle lighting devices having a cutoff, ie a sharp demarcation line between the illuminated area and the dark area.
  • One of the conventional techniques for obtaining such a beam is an optical module comprising an elliptical reflector and a converging lens.
  • a light source is placed at the first focus of the elliptical reflector and the focus of the converging lens is placed at the second focus of the elliptical reflector.
  • To cut the beam we place a cache that obstructs a portion of the rays at the fireplace. As a result, the projected beam has a cutout whose shape corresponds to that of the cache.
  • the cache generates chromaticism at the level of the beam cutoff. In other words, at the cut, there is a coloring of the latter, in particular a red line and a blue line superimposed.
  • the technical problem that the invention aims to solve is therefore to provide a lighting device employing an alternative solution for generating a cut-off lighting beam with limited chromaticism, or even without chromaticism.
  • Caustics are an optical phenomenon that has been known for a long time. They are for example observable at the bottom of a swimming pool lit by the sun. They form fluctuating patterns forming globally a mesh of lines of light more concentrated and therefore brighter, with between the meshes of the darker areas. These dark lines and areas are due to the different fluctuations of the surface of the water. These fluctuations form local variations of orientation around the generally flat shape of the surface of the water. Thus, depending on the local variations encountered, the rays will be deflected differently, some approaching and forming the lines more concentrated and therefore brighter, and others moving away and forming the dark areas. The mesh varies according to the agitation of the surface.
  • this motif corresponds physically to a distorted image of the pattern that forms local variations in relief, called the object motif.
  • the invention relates to lighting systems and devices, in particular to parts of projectors or projectors, in which a controlled caustic generating surface deflects the light rays of a light source, this generating surface having local variations arranged to form a lighting beam with at least one cut.
  • smooth means a differentiable zone at any point, in other words a zone devoid of salient or re-entrant ridge. A portion is smooth when substantially all the points forming it obeys this definition.
  • a light beam generator such as a light source or a light source and a set of one or more optical elements, for generating radii according to a given distribution, this mounting being done so that these rays are incident on the optical element.
  • the ignition of the beam generator will allow the generation of the propagated pattern, which will propagate ahead of the vehicle.
  • These beam generators can be simple.
  • the optical element itself is enough to modify the beam to make a pattern conferring photometry required for road lighting.
  • optimal propagation distance the distance at which the majority of the deviated rays and forming the target pattern intersect. It is at this distance that this motif has the best sharpness.
  • the generating surface can thus be easily designed with respect to this definition.
  • This optimal distance from given propagation is hereinafter referred to as optimal distance.
  • the photometric distribution is optimal at this distance.
  • the invention also relates to a lighting device of the vehicle road comprising a lighting system according to the invention.
  • This lighting device may for example be a front projector, emitting a low beam and / or a long range light, or a fog lamp.
  • the invention also relates to a vehicle comprising a lighting system and / or a lighting device according to the invention, in particular connected to the power supply of the vehicle.
  • upstream and downstream refer to the direction of propagation of the light rays in the lighting device and outside thereof.
  • front refers to the direction of light emission from the corresponding lighting device, when it is oriented in the position it is intended to take in a vehicle.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate an example of a first embodiment of a lighting system 1 of the road according to the invention. These figures also make it possible to illustrate the general principle of the invention.
  • Such a lighting system 1 is intended to be integrated with a lighting device, in particular a vehicle headlamp, notably that illustrated in FIG. figure 5 .
  • the lighting system 1 comprises an optical element 10 having a generating surface 12 of controlled caustic.
  • This generating surface 12 may be a reflecting surface or a refracting surface, as illustrated in FIG. figure 1 and 2 .
  • This optical element is hereinafter called caustic generator 10.
  • the generating surface 12 extends in a given overall shape 13, represented by the dashed vertical line in Figures 1 and 2 .
  • the caustic generator 10 is a transparent plate having an inlet face 11 and an exit face.
  • the input face 11 is arranged vis-à-vis a beam generator 3 of light rays so as to receive the r 1 , r 2 , r 3 rays emitted by the beam generator 3.
  • the exit face is arranged to receive the r 1 , r 2 , r 3 rays refracted by the input face 11.
  • the exit face may be formed, in particular entirely, by the generating surface 12.
  • the generating surface 12 has local variations in shape around the given overall shape 13. These local variations are distributed over the entire generating surface 12, so that they give the whole the generating surface 12 a relief forming an object pattern.
  • these different local variations are arranged so that the majority of said generating surface 12 is smooth.
  • this surface is differentiable in any point. In other words, on the smooth areas, it is devoid of salient or re-entrant ridge.
  • these different local variations are arranged in such a way that for the ray bundle r 1 , r 2 , r 3 incident on the whole of said generator surface 12, these r 1 , r 2 rays, r 3 having a known given distribution, the generating surface 12 deflects the r 1 , r 2 , r 3 rays in different orientations according to the local variations they encounter, thus forming a deflected beam propagating a light pattern over a useful interval extending upstream of and at least up to an optimum distance of finite given propagation, hereinafter optimum distance, this propagated pattern corresponding to a distorted projection of the object pattern.
  • This generating surface 12 corresponds to a controlled caustic generating surface.
  • this pattern is usually spread over a distance of 3 meters.
  • the propagated motif is therefore observable by projecting on the background of the pool, whether the bottom is 1.5 m or 2 m. This background thus forms the screen on which the caustic forming the propagated motif is observable.
  • the light pattern propagates at least over a given optimum distance. Beyond this optimum distance D p , the beams of the deflected beam intersect.
  • this optimum distance D p can be infinite, the rays not intersecting, or finite, as can be seen in the schematic diagram in FIG. figure 4 . If, as in the example illustrated, a vertical screen is interposed at an intermediate distance D 1 , for example at 25 meters, from the lighting system or at another intermediate distance D 2 , for example at 70 meters, the optimal distance D p being greater than these intermediate distances, we will observe the same more or less distorted pattern.
  • this optimum distance D p is the one at which the pattern will have the best sharpness.
  • the generating surface can thus be designed with respect to this definition.
  • This minimum distance D 0 may also be a minimum distance D 0 below which the pattern is not formed. This minimum distance D 0 is in general quite low. In the illustrated example, this minimum distance D 0 is less than 1 meter.
  • the pattern is not lost as soon as the spokes intersect but after, at a maximum maximum distance (not shown).
  • a maximum maximum distance (not shown).
  • this ray crossing distance is therefore called optimal propagation distance or optimal distance.
  • the useful interval comprises a downstream portion, ranging from the optimum distance D p , to this maximum distance and an upstream portion, ranging from the minimum distance D 0 to the optimum distance D p .
  • this downstream portion may be of a different value from that of the upstream portion. In particular, it can be lower by more than half.
  • the value of the upstream portion would be 69 meters, and the downstream portion could be less than 34.5 meters.
  • said caustic generator 10 and its local variations are arranged so that the propagated pattern corresponds to a light distribution of a lighting beam portion.
  • a projected pattern referred to as the target pattern, corresponding to the photometry of a portion of the illumination beam, for example as in Figures 7a or 7b .
  • the optimum distance D p is greater than or equal to 70 meters.
  • the lighting system can be arranged so that the target pattern is projected onto the road, which forms a target surface located at a distance within the useful range. This target pattern will then be stretched relative to a target pattern that would be projected on a screen at 25 meters.
  • the given distribution can correspond to substantially parallel radii r 1 , r 2 , r 3 , as illustrated in FIG. figure 3 , or, as illustrated in Figures 1 and 2 , substantially distributed globally according to a transmission cone 14, in particular as with a divergent light source, such as an LED.
  • a divergent light source such as an LED.
  • the given distribution is such that for any plane perpendicular to the direction of propagation, at a given point of this plane, the radius (s) incident (s) at this point provien (nen ) t of a single direction. Indeed, the distribution of the rays emitted by an LED substantially corresponds to such a given distribution.
  • the lighting system 1 and / or the lighting device comprising it can be delivered without the beam generator 3, but has a mounting part 2 on which it is intended to be mounted, so that the radii r 1 , r 2 , r 3 are incident on said generating surface 12.
  • this mounting part 2 and the beam generator 3 can be arranged so that, at mounting, the beam emitted by the beam generator 3 has a given overall direction with respect to said caustic generator 10. Thus, it does not There is no need for the assembly to adjust this orientation to match the arrangement for generating the target pattern.
  • the beam generator 3 is mounted on the mounting part 2.
  • the beam generator 3 can here be formed by a light emitting diode or LED.
  • figure 1 is schematized a light emitting element 4 of the LED with, attached to it, a transparent protective dome 5.
  • the optical element 10 is curved.
  • the principle is nevertheless identical and the local variations are arranged to take into account the shape of the optical element 10 so as to form the lighting beam.
  • the same references are therefore included for the elements of the lighting system.
  • FIGS. 5 and 6 illustrate a projector 40 comprising a housing 48 closed by an ice 49 transparent closure.
  • the lighting system 41 and the basic optical module 42 respectively emit a first beam portion and a second beam portion.
  • the Figures 7a to 7c respectively show the projections of the first beam portion 20, the second beam portion 30, and an overall beam 50 obtained by projecting together the first beam portion 20 and the second beam portion 30.
  • FIGS. 7a to 7c illustrate these projections on a vertical screen, placed at a distance D 1 less than the optimal distance D p , for example at 25 meters as in figure 4 .
  • a horizontal axis H symbolizes the horizon and represents the coordinate axis in a horizontal position. It crosses a vertical axis V, which represents the coordinate axis in a vertical position.
  • the horizon is 0 ° in vertical and the longitudinal axis of the vehicle and the direction according to the point of intersection of these axes H, V is 0 ° in vertical and 0 ° in horizontal.
  • the overall beam 50 is here a passing beam. It therefore has an upper break 51 to not dazzle the drivers of vehicles tracked or arriving in the opposite direction. This cutoff 51 nevertheless makes it possible to illuminate on the aisle of the direction in which the vehicle intended to be equipped with the projector 40 circulates.
  • a dashed rectangle illustrates a central zone 52 delimited in width between -10 and + 10 ° and in height between -2 and + 2 °.
  • the overall beam 50 is essentially formed by the first beam portion 20, while outside this central zone 52, the overall beam 50 is essentially formed by the second beam portion 30. .
  • the input face 11 of the caustic generator 10 is arranged vis-à-vis a beam generator 3 of light rays to receive the rays it emits.
  • the outlet face of the caustic generator 10 is arranged to receive the refracted rays by the inlet face 11.
  • the exit face is formed, in particular entirely, by the generating surface 12.
  • the inlet face 11 can be as flat as here and the generating surface 12 can have an overall shape of a cup, so as to confer the caustic generator 10 has a lens shape.
  • the caustic generator 10 could be such that those illustrated in FIG. Figures 1 to 3 .
  • the generating surface 12 refracts the rays, represented in dotted lines, so as to form according to the principle of the invention the propagated pattern illustrated in FIG. figure 7a .
  • the photometric distribution of this propagated motif 20 is that of a central part of the dipped beam.
  • the basic optical module 42 may for example be an elliptical module with a cache. It is arranged to form the part of the overall beam 50 outside the central zone 52.
  • the basic optical module 42 is arranged to form, as illustrated in FIG. figure 7b , the second beam portion 30 with a greater extent than that of the first beam portion 20, and with a photometric distribution corresponding to that of a passing beam outside the central zone 52 (not shown in FIG. figure 7b ), and a cut 31 around this central zone 52.
  • first and second beam portions 20, 30 may overlap slightly at the cut-off 31 of the second beam portion 30.
  • the overlap area is referred to as the overlay portion 54.
  • the generating surface 12 is here arranged to provide a light transition between the central portion 53 and the superposition portion 54.
  • the generating surface 12 is also arranged to provide a light transition between this superposition portion 54 and the remainder of the second beam portion 30.
  • these light transitions are made in such a way that the superposition zone 54 is not distinguishable in the overall beam 50, and in particular that the latter does not have a light line in overcurrent with respect to the remainder of the overall beam 50.
  • the generating surface 12 may be arranged in such a way that fewer rays are directed to form the lower portion 55.
  • the figure 8 schematically illustrates the relief formed by the local variations of the generating surface 12. This relief forms an object pattern corresponding to a distorted shape 16 of the propagated pattern forming the first beam portion 20.
  • This embodiment thus makes it possible to produce a passing beam with in its central portion 53, a cutout of which the oblique portion 22 and the first horizontal portion 21 are sharp and devoid of chromaticism.
  • the methods for calculating the generating surface 12 may, for example, follow the process illustrated in FIGS. Figures 9a to 9f .
  • the overall shape of the generating surface 13 is symbolized by a dashed line.
  • the screen at 70 meters is symbolized by a block on the surface 19 from which the first beam portion 20 is projected and on which the propagated pattern is defined, which thus forms on this screen 19 the target pattern for the calculation.
  • the upstream step E1 takes into account the distribution of the rays at their arrival at the level of the given global form 13.
  • the latter is in the form of a cup.
  • other forms are possible.
  • the simplest case, not shown, is that of an optical element 10, such as that illustrated in FIG. Figures 1 and 2 formed of a transparent plate whose input face 11 and the given overall shape 13 of the generating surface 12 are planar, and with a beam generator 3, such as that of the figure 3 , emitting parallel rays.
  • an optical element 10 such as that illustrated in FIG. Figures 1 and 2 formed of a transparent plate whose input face 11 and the given overall shape 13 of the generating surface 12 are planar, and with a beam generator 3, such as that of the figure 3 , emitting parallel rays.
  • the beam generator 3 and said caustic generator 10 are arranged in such a way that the spokes are perpendicular to the inlet face 11. These spokes are therefore not deflected before meeting the exit surface on which is formed the generating surface.
  • the embodiment of the Figures 1 and 2 is an intermediate case where the rays are distributed in an initial cone 14 at the output of the beam generator 3, then refracted by the plane entry face, thus remaining inscribed in a cone, allowing easy determination of the angle of incidence of the r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 rays with the overall shape 13, and therefore easy determination of the angle of incidence of the r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r rays 5 with the generating surface 12.
  • the embodiment of the figure 3 is another intermediate case where the distribution of radii r 1 , r 2 , r 3 is initially simpler, since they are parallel at the output of the beam generator 3. On the other hand, they are then refracted differently by the input face 11 because it is curved, for example cylindrical circular or elliptical section. However, this curvature being defined, it makes it possible to determine the orientation of the r 1 , r 2 , r 3 rays upon their arrival at the given overall shape 13 of the generating surface 12, which is also curved.
  • the optical element is a curved transparent plate
  • the input face 11 and the overall shape 13 of the generating surface 12 are cylindrical.
  • the beam generator 3 may comprise a light source 6, such as a light-emitting diode, and a collimating lens 7 whose dioptres allow the rays to be oriented in parallel.
  • this correlation step makes it possible to determine which object points p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 of the given global form 13 are associated with which target points p ' 1 , p' 2 , p ' 3 , p ' 4 of the surface 19 of the screen.
  • the upstream step E1 we know the orientation of the radii r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 at the arrival at the given overall shape 13 of the generating surface 12.
  • the orientation of the radii r 1 , r is determined 2 , r 3 , r 4 , r 5 starting from this given overall form 13 to join the object points p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 to the target points p ' 1 , p' 2 , p ' 3 , p ' 4 with which they are correlated.
  • tangent can be determined t and normal not the exit surface at this point so that it deviates each ray r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 incident on arrival in the corresponding refractive direction.
  • the set of normals not is determined in a substep E5, illustrated in FIG. Figures 9d and 9f the generating surface 12 having these normals.
  • the amplitude of a local variation can in this request be defined as the distance between the local variation and said overall shape 13 according to the normal at a given point of the overall shape 13.
  • any point of the given global form can be defined by a dimension in a single direction z perpendicular to this global form 13.
  • the generating surface 12 can be arranged, and thus calculated, so that for the majority of the generating surface 12, namely on smooth portions representing the majority of this surface, the passage of a local variation to the other is smooth. This is particularly the case of the portion illustrated in figure 2 , and that illustrated in figure 9d .
  • the generating surface 12 can be furthermore arranged so that, for these smooth portions, the local variations are smooth.
  • one of the smooth portions may have a surface representing the majority of the generating surface.
  • a first example of a calculation method can be used to calculate this generating surface 12. This is the method disclosed in the document Yue et al. [1]. This document indicates in particular the different steps to build the generating surface 12 from a given example, in particular to establish the relationship between the points of the generating surface 12 and those of the surface 19 of the screen.
  • This first example of a method makes it possible to obtain a totally smooth generating surface 12.
  • the transition from one local variation to another is smooth.
  • the cutoff of the first beam portion 20 is sufficiently sharp to be used to form the central portion 53 of a passing beam.
  • This method can for example be used to produce the generating surface 12 of the first embodiment. It could also be used in the third embodiment of the Figures 5 and 6 .
  • this second method no bijection constraint is used in the correlation step.
  • This method is more complex but allows to obtain a contrast, namely a ratio between the light area and the dark area, higher.
  • This method makes it possible to obtain darker areas than those of the method of Yue and Al , mentioned above.
  • this second method it is possible with this second method to obtain demarcations between dark area and bright zone more marked.
  • the portions outside the edges are smooth, the passage from one local variation to the other being smooth.
  • the method used does not impose a bijection constraint to establish the target pattern.
  • several object points p 1 , p 2 correspond to a single target point p ' 1 .
  • the generating surface 12 has a slope variation discontinuity, corresponding to an outgoing edge 18 on the generating surface 12, and thus reentrant towards the incident rays.
  • the local variations on either side of this edge 18 make it possible to concentrate the rays r 1 , r 2 on a line of the screen 19, notably comprising the point p ' 1 , to form the cut.
  • the correlation step E3 has succeeded, without having constrained it, to a bijective relationship between the corresponding object points p 3 , p 4 , p 5 and the corresponding target points p ' 2 , p' 3 , p ' 4 .
  • each point of the generating surface 12 is therefore associated with an amplitude which corresponds to a gap in the overall shape 13, this amplitude being defined in a direction parallel to the normal to the overall shape 13 at this point. .
  • this rectangle 17 may have a side at least four times greater, in particular six times greater than that of the amplitude of each local variation relative to the given global form 13 at the level of this local variation, thus greater than six times the maximum amplitude.
  • local variations may have a tangent t forming an angle ⁇ with the given overall shape between -60 and 60 degrees, in particular between -30 and 30 degrees.
  • the side of the rectangle 17 in which the caustic generator 10 is circumscribed may be at least ten times greater, in particular thirty times, than that of one side of this light source 3, 6, especially when this source is a diode emitting.
  • the three embodiments of the Figures 1 to 3 and 5 and 6 aim at caustic generators 10 operating by refraction.
  • the generating surface 12 is formed on an optical element 10 specially dedicated for this purpose. However, it can also be formed on elements having other functions, such as a closing glass of the lighting device, an optical lens, a mask.
  • mask means the hubcap intended to hide certain elements, such as cables, the bottom of the case. It is also called “ bezel” in English.
  • Figures 1 to 3 and 6 illustrate cases where the generating surface 12 is on the output face of the caustic generator 10.
  • the optical element may have a generating surface on the input face and / or on the exit face.
  • the figure 10 illustrates a fourth embodiment, which is a variant of the lighting system 41 of the third embodiment.
  • the figure 5 can therefore also apply to this fourth embodiment.
  • the light source here formed by an LED 6
  • an optical 7 for orienting the radii r1, r2, r3 substantially parallel, here perpendicularly to the input face 11 of the generator
  • this optic is a reflector 7 of paraboloid form.
  • the LED 6 is arranged between the reflector 7 and the caustic generator 10 in the form of a lens.
  • the reflector 7, the LED 6 and the caustic generator 10 are mechanically interconnected to form a complementary optical module 41.
  • This complementary optical module thus has the appearance of an elliptical module.
  • the figure 11 illustrates a fifth embodiment, wherein the optical element 10 'or caustic generator 10' operates by reflection.
  • the caustic generator 10 ' is here a mirror whose reflective surface forms the generating surface 12', having local variations around its overall planar shape 13 '.
  • This mirror 10 ' may have one or more edges.
  • a reentrant edge 18 ' namely forming the bottom of a hollow, delimiting portions of surfaces with an orientation vis-à-vis one another, these portions thereby allowing to create a luminous line marking the cut of a global beam.
  • the upstream step is simplified because the r 1 , r 2 , r 3 , r 4 rays arrive directly on the generating surface 12 according to the given distribution and also leave it directly.
  • the Figures 12a to 12d illustrate the beams obtained by a sixth embodiment which is an alternative embodiment of the projector 40 of the Figures 5 and 6 .
  • the schematic illustration of the figure 5 can therefore be repeated for this sixth embodiment.
  • This embodiment differs by its complementary module formed by the lighting system 41 according to the invention and by its basic optical module 42, which are here arranged so as to form respectively a first beam portion 60 and a second portion of beam 70 different from that of the third embodiment.
  • overall beam 80 resulting from the superposition of the two beam portions 60, 70 forms an adaptive route beam.
  • the Figures 12a to 12d respectively show the projections of the first beam portion 60, the second beam portion 70, and the overall beam 50 on a vertical screen, placed at a distance less than the optimum distance D p , for example at a distance of 25 meters.
  • the second beam portion 70 comprises a planar upper cut and is, for example, formed by means of an elliptical module with a cover or a module with a reflector, especially of parabolic type. Its distribution photometric corresponds to the photometric distribution below a horizontal line located vertically at 2 ° in a traffic light.
  • cutoff portions 61, 62, 63 delimit a dark zone 64.
  • an adaptive route beam 80 is obtained, illustrated in FIG. figure 12c .
  • the projector 40 is equipped with actuators (not shown) which make it possible to move the complementary optical module 41 along a vertical axis of rotation, and therefore the first beam portion 60 horizontally, while the second beam portion 70 remains fixed with respect to the headlight 40.
  • the vehicle equipped with the projector 40 When the vehicle equipped with the projector 40 is equipped with sensors, for example a camera, a computer for processing the image, and a processor, the latter can drive the actuators so as to move the complementary optical module 41 so that the dark area 64 is arranged at a vehicle C coming in the opposite direction, as in figure 12d , or tracking. This allows for more powerful lighting than a dipped beam, while not dazzling other drivers.
  • the first beam portion 60 and the second beam portion 70 may overlap in a superimposed portion 72.
  • the generating surface 12 may also be arranged with way to achieve the light transitions previously described.
  • the motives propagated and / or target represented are in the context of a traffic on the right. For left-hand traffic, these must simply be reversed symmetrically with respect to the vertical axis V.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif lumineux de véhicule (1) comprenant :- un élément optique (10) présentant une surface génératrice (12) de caustique contrôlée de manière à propager un motif,- une partie de montage (2) sur laquelle est destiné à être monté un générateur de faisceau (3) de rayons incidents sur ladite surface génératrice, l'élément optique étant agencé de manière à ce que ce motif soit propagé sur un intervalle utile et selon une répartition photométrique donnée, de manière à former une partie d'un faisceau lumineux d'éclairage, cette partie présentant une coupure.The present invention relates to a vehicle light device (1) comprising: - an optical element (10) having a caustic generating surface (12) controlled so as to propagate a pattern, - a mounting part (2) on which is intended to be mounted a beam generator (3) of incident rays on said generating surface, the optical element being arranged so that this pattern is propagated over a useful interval and according to a given photometric distribution, so as to form part of a light beam, this part having a cut-off.

Description

La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs d'éclairage de véhicule présentant une coupure, soit une ligne de démarcation nette entre la zone éclairée et la zone sombre.The present invention relates to the field of vehicle lighting devices having a cutoff, ie a sharp demarcation line between the illuminated area and the dark area.

L'une des techniques classiques pour obtenir un tel faisceau, tel qu'un faisceau de croisement, est un module optique comprenant un réflecteur elliptique et une lentille convergente. Une source de lumière est placée au premier foyer du réflecteur elliptique et le foyer de la lentille convergente est placé au deuxième foyer du réflecteur elliptique. Pour réaliser la coupure du faisceau, on place un cache qui fait obstacle à une partie des rayons au niveau du foyer. De ce fait le faisceau projeté présente une coupure dont la forme correspond à celle du cache.One of the conventional techniques for obtaining such a beam, such as a passing beam, is an optical module comprising an elliptical reflector and a converging lens. A light source is placed at the first focus of the elliptical reflector and the focus of the converging lens is placed at the second focus of the elliptical reflector. To cut the beam, we place a cache that obstructs a portion of the rays at the fireplace. As a result, the projected beam has a cutout whose shape corresponds to that of the cache.

Un des problèmes de ce type de module optique est que le cache génère un chromatisme au niveau de la coupure du faisceau. Autrement dit, au niveau de la coupure, on observe une coloration de cette dernière, en particulier une ligne rouge et une ligne bleu superposées.One of the problems of this type of optical module is that the cache generates chromaticism at the level of the beam cutoff. In other words, at the cut, there is a coloring of the latter, in particular a red line and a blue line superimposed.

Il existe également des solutions techniques comprenant uniquement un réflecteur, notamment construit à partir de sections paraboliques, permettant de réaliser un tel faisceau.There are also technical solutions comprising only a reflector, especially constructed from parabolic sections, to achieve such a beam.

Le problème technique que vise à résoudre l'invention est donc de réaliser un dispositif d'éclairage employant une solution alternative permettant de générer un faisceau d'éclairage à coupure avec un chromatisme restreint, voire sans chromatisme.The technical problem that the invention aims to solve is therefore to provide a lighting device employing an alternative solution for generating a cut-off lighting beam with limited chromaticism, or even without chromaticism.

Pour résoudre ce problème, la demanderesse a eu l'idée d'utiliser des caustiques.To solve this problem, the plaintiff had the idea of using caustics.

Les caustiques sont un phénomène optique connu depuis longtemps. Elles sont par exemple observables au fond d'une piscine éclairée par le soleil. Elles y forment des motifs fluctuant formant globalement un maillage de lignes de lumière plus concentrées et donc plus lumineuses, avec entre les mailles des zones plus sombres. Ces lignes et zones sombres sont dues aux différentes fluctuations de la surface de l'eau. Ces fluctuations forment localement des variations d'orientation autour de la forme globalement plane de la surface de l'eau. Ainsi, en fonction des variations locales rencontrées, les rayons vont être déviés différemment, certains se rapprochant et formant les lignes plus concentrées et donc plus lumineuses, et d'autres s'écartant et formant les zones sombres. Le maillage varie en fonction de l'agitation de la surface.Caustics are an optical phenomenon that has been known for a long time. They are for example observable at the bottom of a swimming pool lit by the sun. They form fluctuating patterns forming globally a mesh of lines of light more concentrated and therefore brighter, with between the meshes of the darker areas. These dark lines and areas are due to the different fluctuations of the surface of the water. These fluctuations form local variations of orientation around the generally flat shape of the surface of the water. Thus, depending on the local variations encountered, the rays will be deflected differently, some approaching and forming the lines more concentrated and therefore brighter, and others moving away and forming the dark areas. The mesh varies according to the agitation of the surface.

Depuis quelques années, des chercheurs se sont intéressés à des méthodes pour utiliser ce phénomène sur des surfaces fixes présentant des variations locales, de manière à générer des caustiques complexes de forme contrôlée. Notamment, ils ont développé différentes méthodes pour calculer des surfaces réfractrices formées d'un matériau transparent avec une distribution et un agencement de variations locales, de manière à ce que, lorsque ces surfaces réfractrices sont éclairées, celles-ci permettent, à partir d'une source de lumière donnée, de former un motif sur un écran.In recent years, researchers have investigated methods to use this phenomenon on fixed surfaces with local variations, so as to generate complex caustics of controlled form. In particular, they have developed different methods for calculating refractive surfaces formed of a transparent material with a distribution and arrangement of local variations, so that when these refracting surfaces are illuminated, they allow, from a given light source, to form a pattern on a screen.

Dans certains travaux, ce motif, dit motif cible, correspond physiquement à une image distordue du motif que forment en relief les variations locales, dit motif objet.In some works, this motif, called the target motif, corresponds physically to a distorted image of the pattern that forms local variations in relief, called the object motif.

La demanderesse c'est aperçu que de telles surfaces pouvaient être utilisées dans des dispositifs lumineux de véhicule.The applicant is aware that such surfaces could be used in vehicle light devices.

Ainsi, l'invention se rapporte à des systèmes et des dispositifs d'éclairage, notamment à des parties de projecteurs ou à des projecteurs, dans lesquels une surface génératrice de caustique contrôlée dévie les rayons lumineux d'une source de lumière, cette surface génératrice présentant des variations locales agencées de manière à former un faisceau d'éclairage avec au moins une coupure.Thus, the invention relates to lighting systems and devices, in particular to parts of projectors or projectors, in which a controlled caustic generating surface deflects the light rays of a light source, this generating surface having local variations arranged to form a lighting beam with at least one cut.

A cet effet, un premier objet de l'invention est un système d'éclairage de la route de véhicule comprenant :

  • un élément optique présentant une surface génératrice de caustique contrôlée, cette surface génératrice étant une surface réfléchissante ou réfractrice, s'étendant selon une forme globale donnée et présentant des variations locales de forme autour de cette forme globale donnée, ces variations locales étant réparties sur l'ensemble de ladite surface génératrice de sorte qu'elles confèrent à l'ensemble de la surface génératrice un relief formant un motif objet, ces différentes variations locales étant agencées de manière à ce que la majorité de ladite surface génératrice soit lisse et de manière à ce que pour un faisceau de rayons incidents sur l'ensemble de cette dite surface génératrice, ces rayons ayant une répartition donnée, ladite surface génératrice dévie les rayons selon des orientations différentes en fonction des variations locales qu'ils rencontrent, formant ainsi un faisceau dévié propageant un motif propagé, ce motif propagé correspondant à une forme distordue du motif objet,
  • une partie de montage sur laquelle est destiné à être monté un générateur de faisceau de rayons selon la répartition donnée, de manière à ce que les rayons soient incidents sur ladite surface génératrice,
l'élément optique étant agencé de manière à ce que le motif propagé soit propagé sur un intervalle utile s'étendant en amont de et au moins jusqu'à une distance optimale de propagation donnée et selon une répartition photométrique donnée, de manière à former une partie d'un faisceau lumineux d'éclairage, cette partie présentant une coupure.For this purpose, a first object of the invention is a vehicle road lighting system comprising:
  • an optical element having a controlled caustic generating surface, said generating surface being a reflective or refracting surface, extending in a given overall shape and having local variations of shape around said given overall shape, these local variations being distributed over the all of said generating surface so that they give the entire generating surface a relief forming an object pattern, these different local variations being arranged so that the majority of said generating surface is smooth and so as to what for a beam of rays incident on all of this said generating surface, these rays having a distribution given, said generating surface deflects the rays in different orientations according to the local variations they encounter, thus forming a deflected beam propagating a propagated pattern, this propagated pattern corresponding to a distorted shape of the object pattern,
  • a mounting part on which is mounted a ray beam generator according to the given distribution, so that the rays are incident on said generating surface,
the optical element being arranged in such a way that the propagated pattern is propagated over a useful interval extending upstream of and at least up to an optimum propagation distance given and according to a given photometric distribution, so as to form a part of a lighting beam, this part having a cut.

Dans la demande, on entend par « lisse » une zone dérivable en tout point, autrement dit une zone dépourvue d'arête saillante ou rentrante. Une portion est lisse lorsque sensiblement l'ensemble des points formant celle-ci obéit à cette définition.In the application, the term "smooth" means a differentiable zone at any point, in other words a zone devoid of salient or re-entrant ridge. A portion is smooth when substantially all the points forming it obeys this definition.

Ainsi, il est possible de monter un générateur de faisceau lumineux, tel qu'une source de lumière ou une source de lumière et un ensemble d'un ou plusieurs éléments optiques, permettant de générer des rayons selon une répartition donnée, ce montage se faisant de manière à ce que ces rayons soient incidents sur l'élément optique. De ce fait, l'allumage du générateur de faisceau permettra la génération du motif propagé, qui se propagera en avant du véhicule.Thus, it is possible to mount a light beam generator, such as a light source or a light source and a set of one or more optical elements, for generating radii according to a given distribution, this mounting being done so that these rays are incident on the optical element. As a result, the ignition of the beam generator will allow the generation of the propagated pattern, which will propagate ahead of the vehicle.

Ces générateurs de faisceau peuvent être simples. L'élément optique suffit en lui-même à modifier le faisceau pour en faire un motif lui conférant la photométrie requise pour l'éclairage de la route.These beam generators can be simple. The optical element itself is enough to modify the beam to make a pattern conferring photometry required for road lighting.

De plus, contrairement aux solutions avec cache, dans le système d'éclairage selon ce premier objet, l'essentiel, voire la totalité, des rayons lumineux rencontrant la surface génératrice sont déviés et forment le motif cible. La luminosité du motif cible est donc supérieure avec le dispositif d'éclairage selon ce premier objet.In addition, unlike solutions with a cache, in the lighting system according to this first object, most, if not all, of the light rays meeting the generating surface are deflected and form the target pattern. The brightness of the target pattern is therefore greater with the lighting device according to this first object.

On entend par distance optimale de propagation donnée, la distance à laquelle la majorité des rayons déviés et formant le motif cible se croisent. C'est à cette distance que ce motif a la meilleure netteté. La surface génératrice peut ainsi être conçue aisément par rapport à cette définition. Cette distance optimale de propagation donnée est dite ci-après distance optimale. La répartition photométrique est donc optimale à cette distance.By optimal propagation distance given, the distance at which the majority of the deviated rays and forming the target pattern intersect. It is at this distance that this motif has the best sharpness. The generating surface can thus be easily designed with respect to this definition. This optimal distance from given propagation is hereinafter referred to as optimal distance. The photometric distribution is optimal at this distance.

Par ailleurs, cette répartition photométrique reste suffisamment conservée à l'intérieur de l'intervalle utile pour former le faisceau d'éclairage.Moreover, this photometric distribution remains sufficiently conserved within the useful range to form the illumination beam.

Le système d'éclairage selon l'invention peut optionnellement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

  • la distance optimale est supérieure ou égale à 70 mètres ; cela permet de réaliser une partie de faisceau d'éclairage qui conservera la photométrie du faisceau sur une distance permettant de réaliser une partie de faisceau d'éclairage plus efficace, notamment un feu de croisement ; notamment, pour réaliser le faisceau de croisement, le système d'éclairage peut être agencé dans le véhicule de manière à ce que le motif propagé rencontre la surface de la route à 70 mètres ;
  • la distance optimale est supérieure ou égale à 150 mètres ;
  • la coupure présente au moins deux portions orientées selon des directions différentes l'une de l'autre ; cela permet de réaliser un faisceau avec une portion non éblouissante et une portion éblouissante ;
  • la répartition donnée est sensiblement telle que pour tout plan transversal, notamment perpendiculaire, à la direction de propagation, en un point donné de ce plan, le ou les rayon(s) incident(s) en ce point provien(nen)t d'une unique direction ;
  • selon la répartition donnée, les rayons sont sensiblement parallèles ou sensiblement répartis dans un cône d'émission ;
  • la répartition donnée correspond à celle d'une diode électroluminescente ;
  • le système d'éclairage comprend le générateur de faisceau de rayons selon la répartition donnée ; le système d'éclairage est ainsi prêt à émettre ;
  • la surface génératrice comprend au moins une portion lisse dont la surface représente la majorité de la surface génératrice, le passage d'une variation locale à l'autre étant lisse à l'intérieur de cette portion lisse ; cela permet de plus de moins déformer l'image des pièces en amont de l'élément optique et visibles derrière cette portion, tout en permettant de visualiser leur forme ;
  • la majorité de la surface génératrice est agencée de manière à ce que chaque variation locale dévie les rayons de manière à former, à la distance optimale, une et une seule portion du motif propagé qui soit distincte des portions du motif propagé formées par les autres variations locales, et pour la majorité du motif cible, chaque portion du motif propagé, à la distance optimale, reçoit les rayons lumineux d'une et d'une seule variation locale ; on a ainsi, à la distance optimale, pour cette majorité de la surface génératrice et cette majorité du motif cible, une relation bijective entre chaque portion lisse du motif objet et chaque portion du motif propagé sans discontinuité marquée de luminosité ; cela simplifie le calcul et donc la réalisation de la surface génératrice ;
  • toute la surface génératrice est lisse, le passage d'une variation locale à l'autre étant lisse ; cela permet de plus de moins déformer les pièces en amont de l'élément optique ; il est ainsi possible soit de distinguer ces pièces au travers de l'élément optique, lorsque l'élément optique est un élément transparent réfractant les rayons émis par ledit générateur de faisceau, soit en observant l'image de ces pièces sur l'élément optique, lorsque ce dernier est un réflecteur réfléchissant les rayons émis par ledit générateur de faisceau ; cela permet ainsi de travailler le style du générateur de faisceau ;
  • la totalité de la surface génératrice est agencée de manière à ce que chaque variation locale dévie les rayons de manière à former une et une seule portion du motif propagé qui soit distincte des portions du motif propagé formées par les autres variations locales, et pour tout le motif propagé, chaque potion du motif propagé reçoit les rayons lumineux d'une et d'une seule variation locale ; on a ainsi une relation bijective entre la totalité du motif objet et chaque potion du motif propagé sans discontinuité marquée de luminosité ; cela simplifie le calcul et donc la réalisation de la surface génératrice ;
  • le passage entre certaines variations locales est délimité par une arête, les variations locales de part et d'autre de cette arête étant agencées de manière à dévier une partie des rayons de manière à former au moins une portion de la coupure avec cette partie des rayons ; un tel passage crée une discontinuité dans les variations de pente sur la surface génératrice ; cela permet de créer une coupure encore plus nette ;
  • les variations locales sont agencées de manières à ce que les rayons du faisceau dévié ne se croisent pas jusqu'à ladite distance optimale ; ainsi le motif propagé reste net sur une surface cible positionnée en amont de ou à la distance optimale ;
  • selon l'alinéa précédent, il peut exister également une distance minimale en dessous de laquelle le motif n'est pas formé ; dans ce cas, le motif est net dans un intervalle, correspondant à l'intervalle utile, allant de cette distance minimale à au moins jusqu'à la distance de propagation ; par exemple, cet intervalle représente plus de la moitié de la distance optimale ;
  • les variations locales présentent une tangente à la forme globale donnée formant un angle compris entre -60 et 60 degrés, notamment entre -30 et 30 degrés ; cela permet d'avoir une bonne transmission des rayons lumineux ;
  • chaque variation locale présente, en chacun de ses points, une amplitude définie comme la distance entre la variation locale et ladite forme globale selon la normale en un point donné de la forme globale ;
  • l'amplitude maximale de chaque variation locale est comprise dans un intervalle compris entre 0,001 millimètre (mm) et 1 mm ; cela confère un aspect plus lisse à la surface génératrice ;
  • selon une direction globale de propagation du faisceau, l'élément optique est circonscrit dans un rectangle, dont un côté s'étendant selon une direction parallèle à cette direction de propagation est au moins quatre fois supérieur, notamment six fois supérieur à celui de l'amplitude de chaque variation locale par rapport à la forme globale donnée au niveau de cette variation locale ;
  • selon une direction globale de propagation du faisceau, la surface génératrice est circonscrite dans un rectangle, dont un côté s'étendant selon une direction parallèle à cette direction de propagation est au moins dix fois supérieur, notamment trente fois, à celui d'un des côtés d'une source de lumière du générateur de faisceau ;
  • le générateur de faisceau comprend une source de lumière, notamment une diode électroluminescente ; les diodes électroluminescentes sont particulièrement adaptées pour être couplées à une surface de génératrice contrôlée ;
  • le générateur de faisceau est formé par une diode électroluminescente émettant ses rayons globalement selon un cône ;
  • le générateur de faisceau comprend une source de lumière, notamment une diode électroluminescente, et une optique agencée avec la source de lumière de manière à générer le faisceau de rayons selon la répartition donnée ;
  • selon l'alinéa précédent l'optique est agencée avec la source de lumière de manière à générer le faisceau de rayons parallèles ;
  • ladite optique est un réflecteur agencé de manière à réfléchir les rayons émis par la source de lumière vers la surface génératrice ;
  • selon l'alinéa précédent, le réflecteur peut être du type parabolique ; le type parabolique comprend les réflecteurs construits à partir de paraboles, notamment les paraboloïdes et les réflecteurs formés de sections de paraboles ; c'est une manière simple de conférer aux rayons la répartition donnée notamment une répartition selon laquelle ils sont parallèles ;
  • l'élément optique est formée d'un matériau transparent et est agencé avec le générateur de faisceau de manière à former le faisceau dévié par réfraction des rayons émis par le générateur de faisceau ; cela permet un agencement simple et un calcul simple de la surface génératrice ;
  • la source de lumière est agencée entre le réflecteur et l'élément optique, le réflecteur, la source de lumière et l'élément optique étant reliés entre eux mécaniquement de manière à former un module optique ; le système d'éclairage peut ainsi être monté de manière autonome dans un véhicule, notamment dans un dispositif d'éclairage de véhicule, tel qu'un projecteur ;
  • selon l'alinéa précédent, la surface génératrice peut être suffisamment lisse pour permettre de distinguer les formes des pièces placées à l'arrière de l'élément optique ;
  • l'élément optique comprend une surface réfléchissante dont au moins une portion est formée par la surface génératrice ; autrement dit la surface génératrice est réfléchissante ; notamment, l'élément optique peut être un masque, notamment métallisé ; dans ce cas la surface génératrice peut former une portion de la surface de ce masque ; on peut ainsi conférer une autre fonction au masque, que celle de masquer certaines pièces du dispositif d'éclairage dans lequel est destiné à être monté le système d'éclairage ;
  • l'élément optique est en un matériau transparent et est agencé avec le générateur de faisceau de manière à former le faisceau dévié par réfraction des rayons émis par le générateur de faisceau, l'élément optique comprenant une face d'entrée desdits rayons agencée en vis-à-vis du générateur de faisceau et une face de sortie de ces rayons agencée à l'opposé de ladite face d'entrée, la surface génératrice étant formée sur la face d'entrée ou sur la face de sortie ;
  • selon l'alinéa précédent, l'élément optique comprend deux surfaces génératrices, une première surface génératrice étant formée sur la face d'entrée et une deuxième surface génératrice étant formée sur la face de sortie, ces deux surfaces génératrices étant agencées ensemble de manière à former le motif propagé et à assurer sa propagation sur l'intervalle utile ; cela permet de laisser plus de liberté dans les pentes à conférer aux variation locales ; de plus cela peut également permettre d'obtenir un meilleur contraste, ou bien d'augmenter la profondeur de champ, voire tendre vers une profondeur de champ infinie.
The lighting system according to the invention may optionally include one or more of the following features:
  • the optimum distance is greater than or equal to 70 meters; this makes it possible to produce a portion of the illumination beam which will retain the photometry of the beam over a distance making it possible to produce a more efficient portion of the illumination beam, especially a dipped beam; in particular, to produce the passing beam, the lighting system can be arranged in the vehicle so that the propagated pattern meets the surface of the road at 70 meters;
  • the optimum distance is greater than or equal to 150 meters;
  • the cutoff has at least two portions oriented in different directions from each other; this makes it possible to produce a bundle with a non-dazzling portion and a dazzling portion;
  • the distribution given is substantially such that for any transverse plane, especially perpendicular to the direction of propagation, at a given point of this plane, the radius (s) incident (s) at this point provien (nen) t d ' a single direction;
  • according to the distribution given, the rays are substantially parallel or substantially distributed in a transmission cone;
  • the distribution given corresponds to that of a light-emitting diode;
  • the lighting system includes the ray beam generator according to the given distribution; the lighting system is thus ready to emit;
  • the generating surface comprises at least one smooth portion whose surface represents the majority of the generating surface, the passage from one local variation to the other being smooth inside this smooth portion; this also allows to less deform the image of the parts upstream of the optical element and visible behind this portion, while allowing to visualize their shape;
  • the majority of the generating surface is arranged in such a way that each local variation deflects the rays so as to form, at the optimum distance, one and only one portion of the propagated pattern which is distinct from the portions of the propagated pattern formed by the other variations for the majority of the target motif, each portion of the propagated motif, at the optimum distance, receives the light rays of one and only one local variation; thus, at the optimum distance, for this majority of the generating surface and this majority of the target pattern, a bijective relationship between each smooth portion of the object pattern and each portion of the propagated pattern without marked brightness discontinuity; this simplifies the calculation and therefore the realization of the generating surface;
  • the entire generating surface is smooth, the passage from one local variation to the other being smooth; this also allows to less deform the parts upstream of the optical element; it is thus possible either to distinguish these parts through the optical element, when the optical element is a transparent element refracting the rays emitted by said beam generator, or by observing the image of these parts on the optical element when the latter is a reflector reflecting the rays emitted by said beam generator; this allows to work the style of the beam generator;
  • the entire generating surface is arranged in such a way that each local variation deflects the rays so as to form one and only one portion of the propagated pattern which is distinct from the portions of the propagated pattern formed by the other local variations, and for all the propagated motive, each potion of the propagated motive receives the light rays of one and only one local variation; we thus have a bijective relation between the totality of the object motive and each potion of the motive propagated without marked discontinuity of luminosity; this simplifies the calculation and therefore the realization of the generating surface;
  • the passage between certain local variations is delimited by an edge, the local variations on either side of this edge being arranged so as to deflect a portion of the rays so as to form at least a portion of the cut with this part of the rays; ; such a passage creates a discontinuity in the slope variations on the generating surface; this creates an even sharper cut;
  • the local variations are arranged in such a way that the radii of the deflected beam do not intersect until said optimum distance; thus, the propagated pattern remains clear on a target surface positioned upstream of or at the optimum distance;
  • according to the preceding paragraph, there may also be a minimum distance below which the pattern is not formed; in this case, the pattern is sharp in an interval, corresponding to the useful interval, ranging from this minimum distance to at least up to the propagation distance; for example, this interval represents more than half of the optimal distance;
  • the local variations have a tangent to the given overall shape forming an angle of between -60 and 60 degrees, in particular between -30 and 30 degrees; this allows to have a good transmission of light rays;
  • each local variation has, in each of its points, an amplitude defined as the distance between the local variation and said global form according to the normal at a given point of the overall shape;
  • the maximum amplitude of each local variation is within a range of 0.001 millimeters (mm) to 1 mm; this gives a smoother appearance to the generating surface;
  • in a global direction of propagation of the beam, the optical element is circumscribed in a rectangle, a side extending in a direction parallel to this direction of propagation is at least four times greater, in particular six times greater than that of the amplitude of each local variation with respect to the global form given at the level of this local variation;
  • in a global direction of propagation of the beam, the generating surface is circumscribed in a rectangle, one side extending in a direction parallel to this direction of propagation is at least ten times greater, in particular thirty times, than that of one of the sides of a light source of the beam generator;
  • the beam generator comprises a light source, in particular a light emitting diode; the light-emitting diodes are particularly adapted to be coupled to a controlled generator surface;
  • the beam generator is formed by a light-emitting diode emitting its rays generally in a cone;
  • the beam generator comprises a light source, in particular a light-emitting diode, and an optical arrangement arranged with the light source so as to generate the ray beam according to the given distribution;
  • according to the preceding paragraph, the optics are arranged with the light source so as to generate the beam of parallel rays;
  • said optics is a reflector arranged to reflect the rays emitted by the light source towards the generating surface;
  • according to the preceding paragraph, the reflector may be of the parabolic type; the parabolic type includes reflectors constructed from parabolas, including paraboloids and reflectors formed of sections of parabolas; it is a simple way of conferring on the rays the distribution given in particular a distribution according to which they are parallel;
  • the optical element is formed of a transparent material and is arranged with the beam generator so as to form the deflected beam by refraction of the rays emitted by the beam generator; this allows a simple arrangement and a simple calculation of the generating surface;
  • the light source is arranged between the reflector and the optical element, the reflector, the light source and the optical element being mechanically interconnected so as to form an optical module; the lighting system can thus be mounted autonomously in a vehicle, in particular in a vehicle lighting device, such as a projector;
  • according to the preceding paragraph, the generating surface may be smooth enough to distinguish the shapes of the parts placed at the rear of the optical element;
  • the optical element comprises a reflecting surface of which at least a portion is formed by the generating surface; in other words, the generating surface is reflective; in particular, the optical element may be a mask, in particular metallized; in this case the generating surface may form a portion of the surface of this mask; it is thus possible to confer another function on the mask, than that of masking certain parts of the lighting device in which the lighting system is intended to be mounted;
  • the optical element is made of a transparent material and is arranged with the beam generator so as to form the deflected beam by refraction of the rays emitted by the beam generator, the optical element comprising an input face of said spokes arranged in a screw to the beam generator and one face output of these spokes arranged opposite said input face, the generating surface being formed on the input face or on the output face;
  • according to the preceding paragraph, the optical element comprises two generating surfaces, a first generating surface being formed on the input face and a second generating surface being formed on the output face, these two generating surfaces being arranged together so as to to form the propagated motive and to assure its propagation on the useful interval; this allows to leave more freedom in the slopes to confer local variation; moreover it can also make it possible to obtain a better contrast, or to increase the depth of field, or even to tend towards an infinite depth of field.

L'invention a également pour objet un dispositif d'éclairage de la route de véhicule comprenant un système d'éclairage selon l'invention.The invention also relates to a lighting device of the vehicle road comprising a lighting system according to the invention.

Ce dispositif d'éclairage peut par exemple être un projecteur avant, émettant un feu de croisement et/ou un feu longue portée, ou encore un projecteur antibrouillard.This lighting device may for example be a front projector, emitting a low beam and / or a long range light, or a fog lamp.

Le dispositif d'éclairage selon l'invention peut optionnellement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

  • le dispositif d'éclairage peut être agencé de manière à ce qu'une fois monté sur le véhicule, le motif propagé soit projeté sur la route à une distance de projection donnée correspondant à la portée du faisceau d'éclairage, cette distance de projection étant à l'intérieur de l'intervalle utile, selon une orientation donnée du véhicule ; cela permet d'avoir un motif propagé respectant la photométrie donnée avec une coupure nette sur l'intervalle utile et d'éviter ainsi tout éblouissement des véhicules suivis ou des véhicules venant en sens opposé ;
  • cette distance de projection peut être égale à la moitié de la distance optimale, lorsque la route est horizontale ; cela améliore la netteté de la coupure quelle que soit l'assiette du véhicule, notamment en montée, en descente, en cas de freinage ou en cas d'accélération ; cette distance de projection peut être également bien supérieure à la distance minimale, notamment au moins au double de celle-ci ;
  • le dispositif d'éclairage comprend un boitier et une glace de fermeture du boitier au travers de laquelle sortent les rayons émis par le dispositif d'éclairage, la glace de fermeture formant l'élément optique, la surface génératrice étant formée en surface d'une portion de la glace de fermeture, le faisceau dévié étant formé par réfraction des rayons émis par le générateur de faisceau ; cela permet ainsi de propager le motif propagé à l'extérieur du véhicule et sans ajout d'une nouvelle pièce ;
  • le dispositif d'éclairage comprend:
    • ∘ un système d'éclairage selon l'invention, agencé de manière à former une première partie de faisceau lumineux présentant une coupure avec au moins deux portions orientées selon des directions différentes l'une de l'autre,
    • ∘ un module optique de base agencé de manière à former une deuxième partie de faisceau lumineux plus étendue que la première partie de faisceau,
    le système d'éclairage et le module optique de base étant agencés de manière à ce que les deux parties de faisceau forment ensemble un faisceau global d'éclairage de la route ; cela permet de réaliser une première partie du faisceau nécessitant plus de précision et moins de chromatisme sur la ligne de coupure avec ledit système d'éclairage, et de réaliser une deuxième partie du faisceau nécessitant moins de précision avec un module optique plus classique ;
  • le système d'éclairage et le module optique de base sont agencés de manière à ce que la première partie de faisceau se chevauchent partiellement à la deuxième partie de faisceau, la coupure étant à distance de la deuxième partie de faisceau ; on a ainsi un faisceau global sans discontinuité ;
  • la surface génératrice peut être agencée de manière à :
    • ∘ réaliser une transition lumineuse entre d'une part la portion de la première partie de faisceau située entre la coupure de la première partie de faisceau et la deuxième partie de faisceau, et d'autre part, une portion du faisceau global, dite portion de superposition, où la première partie de faisceau se chevauche partiellement à la deuxième partie de faisceau, et/ou
    • ∘ réaliser une transition lumineuse entre cette portion de superposition et le reste de la deuxième partie de faisceau ;
    on améliore ainsi l'homogénéité du faisceau lumineux ; l'utilisation d'une surface génératrice de caustique contrôlée est particulièrement adaptée à une telle réalisation ;
  • le système d'éclairage et le module optique de base sont agencés de manière à ce que la première partie de faisceau soit agencée au-dessus de la deuxième partie de faisceau, la coupure de la première partie de faisceau étant également au-dessus de la deuxième partie de faisceau ;
  • le système d'éclairage et le module optique sont agencés de manière à ce que:
    • ∘ le faisceau global soit un faisceau de croisement,
    • ∘ la première partie de faisceau forme la portion centrale du faisceau global et comprenne la jonction entre une portion horizontale et une portion oblique de la coupure, notamment située de -10 à +10° selon l'horizontale et/ou de -2 à +2° selon la verticale, et
    • ∘ la deuxième partie de faisceau forme le reste du faisceau global ;
    c'est une réalisation simple permettant de former une coupure précise avec peu, voire pas de chromatisme, au niveau de la zone où se situe la chaussée dans un feu de croisement ; le reste du faisceau peut ainsi être formé par un module classique, tel qu'un module elliptique ou avec un réflecteur de type parabolique ; par exemple le module optique peut former la deuxième partie de faisceau avec un creux au niveau de la zone occupée par la première partie ;
  • le système d'éclairage et le module optique sont agencés de manière à ce que :
    • ∘ le faisceau global soit un faisceau route adaptatif,
    • ∘ la deuxième partie de faisceau forme une partie basse du faisceau global,
    • ∘ la première partie de faisceau forme une partie supérieure du faisceau global et présente une zone sombre centrale démarquée par une coupure avec des portions délimitant cette zone sombre en bas et sur les côtés,
    • ∘ le faisceau global présente cette zone sombre, le bas de la zone sombre étant agencé au-dessus de la deuxième partie de faisceau ;
    cela permet de réaliser simplement un faisceau longue portée permettant de créer une zone sombre sur un véhicule suivant ou suivi, la coupure délimitant cette zone sombre étant nette avec peu, voire pas de chromatisme ;
  • le dispositif d'éclairage comprend des actionneurs pour entrainer le système d'éclairage ou une partie du système d'éclairage en déplacement par rapport au module optique de base, de manière à entrainer le déplacement de la première partie de faisceau par rapport à la deuxième partie de faisceau.
The lighting device according to the invention may optionally include one or more of the following features:
  • the lighting device can be arranged so that once mounted on the vehicle, the propagated pattern is projected onto the road at a given projection distance corresponding to the range of the illumination beam, this projection distance being within the useful range, according to a given orientation of the vehicle; this allows to have a propagated pattern respecting the photometry given with a clear cut on the useful interval and thus avoid any glare of vehicles followed or vehicles coming in the opposite direction;
  • this projection distance may be equal to half of the optimal distance, when the road is horizontal; this improves the sharpness of the cut whatever the attitude of the vehicle, especially uphill, downhill, when braking or acceleration; this projection distance can also be much greater than the minimum distance, especially at least twice that distance;
  • the lighting device comprises a housing and a closing window of the housing through which the rays emitted by the lighting device emerge, the closure glass forming the optical element, the generating surface being formed on the surface of a portion of the closure glass, the deflected beam being formed by refraction of the rays emitted by the beam generator; this makes it possible to propagate the motive propagated outside the vehicle and without adding a new part;
  • the lighting device comprises:
    • A lighting system according to the invention, arranged so as to form a first portion of light beam having a cut with at least two portions oriented in directions different from one another,
    • A base optical module arranged to form a second portion of a larger light beam than the first beam portion,
    the lighting system and the basic optical module being arranged in such a way that the two beam portions together form a global illumination beam of the road; this makes it possible to achieve a first part of the beam requiring more precision and less chromaticism on the cutoff line with said lighting system, and to make a second part of the beam requiring less precision with a more conventional optical module;
  • the lighting system and the basic optical module are arranged in such a way that the first beam portion overlaps partially at the second beam portion, the cut being at a distance from the second beam portion; we thus have a global beam without discontinuity;
  • the generating surface can be arranged in such a way as to:
    • ∘ to realize a luminous transition between, on the one hand, the portion of the first beam portion situated between the cut-off of the first beam portion and the second beam portion, and, on the other hand, a portion of the overall beam, said portion of the beam. superposition, where the first beam portion overlaps partially at the second beam portion, and / or
    • ∘ realize a light transition between this superposition portion and the rest of the second beam portion;
    this improves the homogeneity of the light beam; the use of a controlled caustic generating surface is particularly suitable for such an embodiment;
  • the lighting system and the basic optical module are arranged in such a way that the first beam portion is arranged above the second beam portion, the cut-off of the first beam portion also being above the beam portion; second beam part;
  • the lighting system and the optical module are arranged in such a way that:
    • ∘ the overall beam is a passing beam,
    • The first beam portion forms the central portion of the overall beam and comprises the junction between a horizontal portion and an oblique portion of the cut, in particular located from -10 to + 10 ° according to the horizontal and / or from -2 to + 2 ° according to the vertical, and
    • The second beam portion forms the remainder of the overall beam;
    it is a simple realization to form a precise cut with little or no chromaticism, in the area where the roadway is in a dipped beam; the remainder of the beam can thus be formed by a conventional module, such as an elliptical module or with a parabolic reflector; for example the optical module can form the second beam portion with a hollow at the area occupied by the first portion;
  • the lighting system and the optical module are arranged in such a way that:
    • ∘ the global beam is an adaptive road beam,
    • The second beam portion forms a lower part of the overall beam,
    • The first beam portion forms an upper portion of the overall beam and has a central dark zone marked by a cut with portions delimiting this dark zone at the bottom and on the sides,
    • The overall beam has this dark zone, the bottom of the dark zone being arranged above the second beam portion;
    this makes it possible to simply produce a long-range beam making it possible to create a dark area on a vehicle following or following, the cut-out delimiting this dark area being clear with little or no chromaticism;
  • the lighting device comprises actuators for driving the lighting system or part of the lighting system moving relative to the basic optical module, so as to cause the displacement of the first beam portion relative to the second beam part.

L'invention a également pour objet un véhicule comprenant un système d'éclairage et/ou un dispositif d'éclairage selon l'invention, notamment connecté à l'alimentation électrique du véhicule.The invention also relates to a vehicle comprising a lighting system and / or a lighting device according to the invention, in particular connected to the power supply of the vehicle.

Les termes « amont » et « aval » se réfèrent par rapport au sens de propagation des rayons lumineux dans le dispositif d'éclairage et à l'extérieur de celui-ci.The terms "upstream" and "downstream" refer to the direction of propagation of the light rays in the lighting device and outside thereof.

Sauf indication contraire, les termes « avant », « arrière », « supérieur », « bas », « vertical », « horizontal », « longitudinal » se réfèrent au sens d'émission de lumière hors du dispositif d'éclairage correspondant, lorsque celui-ci est orienté dans la position qu'il est destiné à prendre dans un véhicule.Unless otherwise specified, the terms "front", "rear", "upper", "bottom", "vertical", "horizontal", "longitudinal" refer to the direction of light emission from the corresponding lighting device, when it is oriented in the position it is intended to take in a vehicle.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des exemples non limitatifs qui suivent, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés, parmi lesquels :

  • la figure 1 est une vue schématique d'un système d'éclairage selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
  • la figure 2 est une vue agrandie d'une portion de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue schématique d'un système d'éclairage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
  • la figure 4 représente schématiquement la propagation d'un motif propagé par un système d'éclairage selon l'invention ;
  • la figure 5 est un schéma d'un dispositif d'éclairage selon l'invention incluant un système d'éclairage selon un troisième mode de réalisation, selon un quatrième mode de réalisation ou selon un sixième mode de réalisation ;
  • la figure 6 est une coupe longitudinale verticale de la figure 5 passant par le système d'éclairage selon le troisième mode de réalisation ;
  • la figure 7a représente schématiquement un motif propagé formé par le système d'éclairage du dispositif d'éclairage de la figure 1 ;
  • la figure 7b représente schématiquement la partie de faisceau formée par un module optique de base du dispositif d'éclairage de la figure 1 ;
  • la figure 7c représente schématiquement la réunion du motif de la figure 7a et de la partie de faisceau de la figure 7b ;
  • la figure 8 représente schématiquement le motif objet de la surface génératrice permettant de générer le motif propagé de la figure 7a ;
  • les figures 9a à 9f schématisent les différentes étapes de calcul de la surface génératrice d'un système d'éclairage selon l'invention ;
  • la figure 10 est une vue schématique d'un système d'éclairage selon le quatrième mode de réalisation de l'invention ;
  • la figure 11 est une vue schématique de l'élément optique d'un système d'éclairage selon un cinquième mode de réalisation de l'invention;
  • les figures 12a à 12b représente les faisceaux et parties de faisceau générés par un dispositif d'éclairage selon l'invention avec un système d'éclairage selon le sixième mode de réalisation.
Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description of the following nonlimiting examples, for the understanding of which reference will be made to the appended drawings, among which:
  • the figure 1 is a schematic view of a lighting system according to a first embodiment of the invention;
  • the figure 2 is an enlarged view of a portion of the figure 1 ;
  • the figure 3 is a schematic view of a lighting system according to a second embodiment of the invention;
  • the figure 4 schematically represents the propagation of a propagated pattern by a lighting system according to the invention;
  • the figure 5 is a diagram of a lighting device according to the invention including a lighting system according to a third embodiment, according to a fourth embodiment or according to a sixth embodiment;
  • the figure 6 is a vertical longitudinal section of the figure 5 passing through the lighting system according to the third embodiment;
  • the figure 7a schematically represents a propagated pattern formed by the lighting system of the lighting device of the figure 1 ;
  • the figure 7b schematically represents the beam portion formed by a basic optical module of the lighting device of the figure 1 ;
  • the Figure 7c schematically represents the meeting of the motive of the figure 7a and the beam part of the figure 7b ;
  • the figure 8 schematically represents the object pattern of the generating surface for generating the propagated pattern of the figure 7a ;
  • the Figures 9a to 9f schematize the different stages of calculation of the generating surface of a lighting system according to the invention;
  • the figure 10 is a schematic view of a lighting system according to the fourth embodiment of the invention;
  • the figure 11 is a schematic view of the optical element of a lighting system according to a fifth embodiment of the invention;
  • the Figures 12a to 12b represents the bundles and beam portions generated by a lighting device according to the invention with an illumination system according to the sixth embodiment.

Les figures 1 et 2 illustrent un exemple d'un premier mode de réalisation d'un système d'éclairage 1 de la route selon l'invention. Ces figures permettent également d'illustrer le principe général de l'invention.The Figures 1 and 2 illustrate an example of a first embodiment of a lighting system 1 of the road according to the invention. These figures also make it possible to illustrate the general principle of the invention.

Un tel système d'éclairage 1 est destiné à être intégré à un dispositif d'éclairage, notamment un projecteur de véhicule, notamment celui illustré en figure 5.Such a lighting system 1 is intended to be integrated with a lighting device, in particular a vehicle headlamp, notably that illustrated in FIG. figure 5 .

Selon l'invention, le système d'éclairage 1 comprend un élément optique 10 présentant une surface génératrice 12 de caustique contrôlée. Cette surface génératrice 12 peut être une surface réfléchissante ou une surface réfractrice, comme illustré en figure 1 et 2. Cet élément optique est appelé ci-après générateur de caustique 10.According to the invention, the lighting system 1 comprises an optical element 10 having a generating surface 12 of controlled caustic. This generating surface 12 may be a reflecting surface or a refracting surface, as illustrated in FIG. figure 1 and 2 . This optical element is hereinafter called caustic generator 10.

La surface génératrice 12 s'étend selon une forme globale donnée 13, représentée par la ligne verticale en pointillés en figures 1 et 2.The generating surface 12 extends in a given overall shape 13, represented by the dashed vertical line in Figures 1 and 2 .

Plus particulièrement, dans le mode de réalisation de la figure 1, le générateur de caustique 10 est une plaque transparente présentant une face d'entrée 11 et une face de sortie. La face d'entrée 11 est agencée en vis-à-vis d'un générateur de faisceau 3 de rayons lumineux de manière à recevoir les rayons r1, r2, r3 émis par le générateur de faisceau 3. La face de sortie est agencée de manière à recevoir les rayons r1, r2, r3 réfractés par la face d'entrée 11.More particularly, in the embodiment of the figure 1 , the caustic generator 10 is a transparent plate having an inlet face 11 and an exit face. The input face 11 is arranged vis-à-vis a beam generator 3 of light rays so as to receive the r 1 , r 2 , r 3 rays emitted by the beam generator 3. The exit face is arranged to receive the r 1 , r 2 , r 3 rays refracted by the input face 11.

Comme dans l'exemple illustré, la face de sortie peut-être formée, notamment entièrement, par la surface génératrice 12.As in the illustrated example, the exit face may be formed, in particular entirely, by the generating surface 12.

D'une manière générale, la surface génératrice 12 présente des variations locales de forme autour de la forme globale donnée 13. Ces variations locales sont réparties sur l'ensemble de la surface génératrice 12, de sorte qu'elles confèrent à l'ensemble de la surface génératrice 12 un relief formant un motif objet.In general, the generating surface 12 has local variations in shape around the given overall shape 13. These local variations are distributed over the entire generating surface 12, so that they give the whole the generating surface 12 a relief forming an object pattern.

Par exemple, comme illustré en figures 1 et 2, ces variations locales forment des creux et des bosses sur la face de sortie de ledit générateur de caustique 10.For example, as illustrated in Figures 1 and 2 these local variations form depressions and bumps on the outlet face of said caustic generator 10.

D'une manière générale, ces différentes variations locales sont agencées de manière à ce que la majorité de ladite surface génératrice 12 soit lisse. Ainsi pour la majorité de la surface génératrice 12, cette surface est dérivable en tout point. Autrement dit, sur les zones lisses, elle est dépourvue d'arête saillante ou rentrante.In general, these different local variations are arranged so that the majority of said generating surface 12 is smooth. Thus for the majority of the generating surface 12, this surface is differentiable in any point. In other words, on the smooth areas, it is devoid of salient or re-entrant ridge.

D'une manière générale, ces différentes variations locales sont agencées de manière à ce que pour le faisceau de rayons r1, r2, r3 incidents sur l'ensemble de cette dite surface génératrice 12, ces rayons r1, r2, r3 ayant une répartition donnée connue, la surface génératrice 12 dévie les rayons r1, r2, r3 selon des orientations différentes en fonction des variations locales qu'ils rencontrent, formant ainsi un faisceau dévié propageant un motif lumineux sur un intervalle utile s'étendant en amont de et au moins jusqu'à une distance optimale de propagation donnée finie, ci-après distance optimale, ce motif propagé correspondant à une projection distordue du motif objet.In general, these different local variations are arranged in such a way that for the ray bundle r 1 , r 2 , r 3 incident on the whole of said generator surface 12, these r 1 , r 2 rays, r 3 having a known given distribution, the generating surface 12 deflects the r 1 , r 2 , r 3 rays in different orientations according to the local variations they encounter, thus forming a deflected beam propagating a light pattern over a useful interval extending upstream of and at least up to an optimum distance of finite given propagation, hereinafter optimum distance, this propagated pattern corresponding to a distorted projection of the object pattern.

Cette surface génératrice 12, avec ses variations locales, correspond à une surface génératrice de caustique contrôlée.This generating surface 12, with its local variations, corresponds to a controlled caustic generating surface.

En effet, ces variations locales créent des convergences et des divergences locales des rayons. Comme ces variations sont locales, une majorité de rayons s'écartent ou se rapprochent sans se croiser avant une certaine distance. Ainsi, de la même manière que la surface d'une piscine traversée par les rayons du soleil crée un motif lumineux se propageant et se projetant sur le fond d'une piscine, la surface génératrice 12 crée un motif lumineux qui se propage, le motif propagé.Indeed, these local variations create local convergences and divergences of the rays. As these variations are local, a majority of rays deviate or come closer without crossing one another for a certain distance. Thus, in the same way that the surface of a swimming pool traversed by the rays of the sun creates a light pattern propagating and projecting on the bottom of a pool, the generating surface 12 creates a light pattern that propagates, the pattern spread.

Dans le cas d'une piscine, ce motif se propage en général sur une distance de 3 mètres. Le motif propagé est donc observable en se projetant sur le fond de la piscine, que le fond soit à 1,5 m ou à 2 m. Ce fond forme donc l'écran sur lequel est observable la caustique formant le motif propagé.In the case of a pool, this pattern is usually spread over a distance of 3 meters. The propagated motif is therefore observable by projecting on the background of the pool, whether the bottom is 1.5 m or 2 m. This background thus forms the screen on which the caustic forming the propagated motif is observable.

Dans le cas d'une surface génératrice de caustique contrôlée d'un système d'éclairage 1 selon l'invention, en fonction des variations locales le motif lumineux se propage au moins sur une distance optimale donnée. Au-delà de cette distance optimale Dp, les rayons du faisceau dévié se croisent.In the case of a controlled caustic generating surface of a lighting system 1 according to the invention, as a function of the local variations, the light pattern propagates at least over a given optimum distance. Beyond this optimum distance D p , the beams of the deflected beam intersect.

Dans le cadre de l'invention, cette distance optimale Dp peut être infinie, les rayons ne se croisant pas, ou finie, comme on peut l'observer sur le schéma de principe en figure 4. Si, comme dans l'exemple illustré, on interpose un écran vertical à une distance intermédiaire D1, par exemple à 25 mètres, du système d'éclairage ou à une autre distance intermédiaire D2, par exemple à 70 mètres, la distance optimale Dp étant supérieure à ces distances intermédiaires, on observera le même motif plus ou moins distordu.In the context of the invention, this optimum distance D p can be infinite, the rays not intersecting, or finite, as can be seen in the schematic diagram in FIG. figure 4 . If, as in the example illustrated, a vertical screen is interposed at an intermediate distance D 1 , for example at 25 meters, from the lighting system or at another intermediate distance D 2 , for example at 70 meters, the optimal distance D p being greater than these intermediate distances, we will observe the same more or less distorted pattern.

A noter que cette distance optimale Dp est celle à laquelle le motif va avoir la meilleure netteté. La surface génératrice peut ainsi être conçue par rapport à cette définition.Note that this optimum distance D p is the one at which the pattern will have the best sharpness. The generating surface can thus be designed with respect to this definition.

Il peut exister également une distance minimale D0 en dessous de laquelle le motif n'est pas formé. Cette distance minimale D0 est en général assez faible. Dans l'exemple illustré cette distance minimale D0 est inférieure à 1 mètre.There may also be a minimum distance D 0 below which the pattern is not formed. This minimum distance D 0 is in general quite low. In the illustrated example, this minimum distance D 0 is less than 1 meter.

Egalement, le motif n'est pas perdu dès que les rayons se croisent mais après, à une distance maximale (non représentée) supérieure. Il est cependant plus aisé de concevoir la surface génératrice par rapport à la distance de croisement des rayons, qui se définit plus précisément que la distance à laquelle on considère que le motif est perdu. Dans la présente demande, cette distance de croisement des rayons est donc appelée distance optimale de propagation ou distance optimale.Also, the pattern is not lost as soon as the spokes intersect but after, at a maximum maximum distance (not shown). However, it is easier to design the generating surface with respect to the ray crossing distance, which is defined more precisely than the distance at which the pattern is considered to be lost. In the present application, this ray crossing distance is therefore called optimal propagation distance or optimal distance.

Autrement dit, l'intervalle utile comprend une portion aval, allant de la distance optimale Dp, à cette distance maximale et une portion amont, allant de la distance minimale D0 à la distance optimale Dp.In other words, the useful interval comprises a downstream portion, ranging from the optimum distance D p , to this maximum distance and an upstream portion, ranging from the minimum distance D 0 to the optimum distance D p .

D'une manière générale dans l'invention, cette portion aval peut être d'une valeur différente de celle de la portion amont. Notamment, elle peut lui être inférieure de plus de la moitié.In a general manner in the invention, this downstream portion may be of a different value from that of the upstream portion. In particular, it can be lower by more than half.

Par exemple, dans l'exemple illustré, avec une distance optimale Dp de 70 mètres, une distance minimale D0 de 1 m, la valeur de la portion amont serait de 69 mètres, et la portion aval pourrait être inférieure à 34,5 mètres.For example, in the illustrated example, with an optimum distance D p of 70 meters, a minimum distance D 0 of 1 m, the value of the upstream portion would be 69 meters, and the downstream portion could be less than 34.5 meters.

En particulier, ledit générateur de caustique 10 et ses variations locales sont agencés de manière à ce que le motif propagé corresponde à une répartition lumineuse d'une partie de faisceau d'éclairage. On observera donc sur les écrans placés aux distances intermédiaires D1 et D2, un motif projeté, dit motif cible, correspondant à la photométrie d'une partie de faisceau d'éclairage, par exemple comme en figures 7a ou 7b.In particular, said caustic generator 10 and its local variations are arranged so that the propagated pattern corresponds to a light distribution of a lighting beam portion. Thus, on the screens placed at the intermediate distances D 1 and D 2 , a projected pattern, referred to as the target pattern, corresponding to the photometry of a portion of the illumination beam, for example as in Figures 7a or 7b .

Dans le cadre d'un faisceau de croisement, comme illustré en figure 7c, la distance optimale Dp est supérieure ou égale à 70 mètres.In the context of a passing beam, as illustrated in Figure 7c , the optimum distance D p is greater than or equal to 70 meters.

Selon l'invention, comme dans le cas d'un système d'éclairage réalisant un faisceau de croisement, le système d'éclairage peut être agencé de manière à ce que le motif cible soit projeté sur la route, qui forme une surface cible située à une distance comprise à l'intérieur de l'intervalle utile. Ce motif cible sera alors étiré par rapport à un motif cible qui serait projeté sur un écran à 25 mètres.According to the invention, as in the case of a lighting system producing a passing beam, the lighting system can be arranged so that the target pattern is projected onto the road, which forms a target surface located at a distance within the useful range. This target pattern will then be stretched relative to a target pattern that would be projected on a screen at 25 meters.

D'une manière générale, pour fabriquer la surface génératrice 12, celle-ci est notamment calculée en tenant compte :

  • du motif cible que l'on souhaite afficher, par exemple sur un écran vertical, situé à 70 mètres de la surface génératrice et environ perpendiculaire à la direction globale de propagation du motif propagé,
  • de la répartition donnée des rayons r1, r2, r3 à l'émission par le générateur de faisceau 3, en particulier leur incidence sur ledit générateur de caustique 10.
In general, to manufacture the generating surface 12, it is in particular calculated taking into account:
  • the target pattern that is to be displayed, for example on a vertical screen, located 70 meters from the generating surface and approximately perpendicular to the overall direction of propagation of the propagated pattern,
  • of the given distribution of the rays r 1 , r 2 , r 3 at the emission by the beam generator 3, in particular their incidence on said caustic generator 10.

Selon l'invention, la répartition donnée peut correspondre à des rayons r1, r2, r3 sensiblement parallèles, comme illustré en figure 3, ou, comme illustré en figures 1 et 2, sensiblement répartis globalement selon un cône d'émission 14, notamment comme avec une source lumineuse divergente, telle qu'une DEL. Cela permet d'établir plus simplement l'angle d'incidence des rayons sur ledit générateur de caustique 10, simplifiant ainsi le calcul de la surface génératrice 12.According to the invention, the given distribution can correspond to substantially parallel radii r 1 , r 2 , r 3 , as illustrated in FIG. figure 3 , or, as illustrated in Figures 1 and 2 , substantially distributed globally according to a transmission cone 14, in particular as with a divergent light source, such as an LED. This makes it possible to establish more simply the angle of incidence of the rays on said caustic generator 10, thus simplifying the calculation of the generating surface 12.

Pour cela, il est possible de considérer que la répartition donnée est telle que pour tout plan perpendiculaire à la direction de propagation, en un point donné de ce plan, le ou les rayon(s) incident(s) en ce point provien(nen)t d'une unique direction. En effet, la répartition des rayons émis par une LED correspond sensiblement à une telle répartition donnée.For that, it is possible to consider that the given distribution is such that for any plane perpendicular to the direction of propagation, at a given point of this plane, the radius (s) incident (s) at this point provien (nen ) t of a single direction. Indeed, the distribution of the rays emitted by an LED substantially corresponds to such a given distribution.

Pour simplifier le calcul, il est possible de discrétiser la surface en de nombreuses surfaces élémentaires et d'assimiler ces dernières aux points mentionnés au paragraphe précédent.To simplify the calculation, it is possible to discretize the surface into many elementary surfaces and to assimilate them to the points mentioned in the previous paragraph.

Le système d'éclairage 1 et/ou le dispositif d'éclairage le comprenant peuvent être livrés sans le générateur de faisceau 3, mais dispose d'une partie de montage 2 sur laquelle il est destiné à être monté, de manière à ce que les rayons r1, r2, r3 soient incidents sur ladite surface génératrice 12.The lighting system 1 and / or the lighting device comprising it can be delivered without the beam generator 3, but has a mounting part 2 on which it is intended to be mounted, so that the radii r 1 , r 2 , r 3 are incident on said generating surface 12.

En particulier, cette partie de montage 2 et le générateur de faisceau 3 peuvent être agencés pour qu'au montage, le faisceau émis par le générateur de faisceau 3 ait une direction globale donnée par rapport audit générateur de caustique 10. Ainsi, il n'y a pas besoin à l'assemblage de régler cette orientation pour qu'elle corresponde à l'agencement permettant de générer le motif cible.In particular, this mounting part 2 and the beam generator 3 can be arranged so that, at mounting, the beam emitted by the beam generator 3 has a given overall direction with respect to said caustic generator 10. Thus, it does not There is no need for the assembly to adjust this orientation to match the arrangement for generating the target pattern.

Il est à noter que ces surfaces génératrices de caustique ne nécessitent pas une grande précision quant au positionnement du générateur de faisceau 3. L'assemblage est donc simplifié.It should be noted that these caustic generating surfaces do not require a great deal of precision as to the positioning of the beam generator 3. The assembly is thus simplified.

Dans l'exemple illustré en figure 1, le générateur de faisceau 3 est monté sur la partie de montage 2.In the example shown in figure 1 , the beam generator 3 is mounted on the mounting part 2.

Le générateur de faisceau 3 peut comme ici être formé par une diode électroluminescente ou DEL. En figure 1, est schématisé un élément photoémetteur 4 de la DEL avec, accolé dessus, un dôme de protection 5 transparent.The beam generator 3 can here be formed by a light emitting diode or LED. In figure 1 is schematized a light emitting element 4 of the LED with, attached to it, a transparent protective dome 5.

Différents modes de réalisation du système d'éclairage peuvent être mis en oeuvre. Par exemple, comme en figure 3, où selon un deuxième mode de réalisation, l'élément optique 10 est courbe. Le principe est néanmoins identique et les variations locales sont agencées de manière à tenir compte de la forme de l'élément optique 10 de manière à former le faisceau d'éclairage. Les mêmes références sont donc reprises pour les éléments du système d'éclairage.Different embodiments of the lighting system can be implemented. For example, as in figure 3 , wherein according to a second embodiment, the optical element 10 is curved. The principle is nevertheless identical and the local variations are arranged to take into account the shape of the optical element 10 so as to form the lighting beam. The same references are therefore included for the elements of the lighting system.

Les figures 5 et 6 illustrent un projecteur 40 comprenant un boitier 48 fermé par une glace 49 de fermeture transparente.The Figures 5 and 6 illustrate a projector 40 comprising a housing 48 closed by an ice 49 transparent closure.

Ce projecteur 40 comprend également, à l'intérieur du boitier 48 :

  • un premier module optique formé par un système d'éclairage 41 selon un troisième mode de réalisation,
  • un deuxième module optique, ci-après module optique de base 42.
This projector 40 also comprises, inside the case 48:
  • a first optical module formed by a lighting system 41 according to a third embodiment,
  • a second optical module, hereinafter basic optical module 42.

Le système d'éclairage 41 et le module optique de base 42 émettent respectivement une première partie de faisceau et une deuxième partie de faisceau.The lighting system 41 and the basic optical module 42 respectively emit a first beam portion and a second beam portion.

Les figures 7a à 7c illustrent respectivement les projections de la première partie de faisceau 20, de la deuxième partie de faisceau 30, et d'un faisceau global 50 obtenu en projetant ensemble la première partie de faisceau 20 et la deuxième partie de faisceau 30.The Figures 7a to 7c respectively show the projections of the first beam portion 20, the second beam portion 30, and an overall beam 50 obtained by projecting together the first beam portion 20 and the second beam portion 30.

Les figures 7a à 7c illustrent ces projections sur un écran vertical, placé à une distance D1 inférieure à la distance optimale Dp, par exemple à 25 mètres comme en figure 4. Un axe horizontal H symbolise l'horizon et représente l'axe des coordonnées selon une position horizontale. Il croise un axe vertical V, qui représente l'axe des coordonnées selon une position verticale. Autrement dit, l'horizon est à 0° en vertical et l'axe longitudinal du véhicule et la direction selon le point de croisement de ces axes H, V est à 0° en vertical et 0° en horizontal.The Figures 7a to 7c illustrate these projections on a vertical screen, placed at a distance D 1 less than the optimal distance D p , for example at 25 meters as in figure 4 . A horizontal axis H symbolizes the horizon and represents the coordinate axis in a horizontal position. It crosses a vertical axis V, which represents the coordinate axis in a vertical position. In other words, the horizon is 0 ° in vertical and the longitudinal axis of the vehicle and the direction according to the point of intersection of these axes H, V is 0 ° in vertical and 0 ° in horizontal.

Le faisceau global 50 est ici un faisceau de croisement. Il présente donc une coupure supérieure 51 permettant de ne pas éblouir les conducteurs des véhicules suivis ou arrivant en sens inverse. Cette coupure 51 permet néanmoins d'éclairer sur le bas-côté du sens selon lequel circule le véhicule destiné à être équipé du projecteur 40.The overall beam 50 is here a passing beam. It therefore has an upper break 51 to not dazzle the drivers of vehicles tracked or arriving in the opposite direction. This cutoff 51 nevertheless makes it possible to illuminate on the aisle of the direction in which the vehicle intended to be equipped with the projector 40 circulates.

En figure 7c, un rectangle en pointillés illustre une zone centrale 52 délimitée en largeur entre -10 et +10° et en hauteur entre -2 et +2°.In Figure 7c , a dashed rectangle illustrates a central zone 52 delimited in width between -10 and + 10 ° and in height between -2 and + 2 °.

A l'intérieur de cette zone centrale 52, le faisceau global 50 est essentiellement formé par la première partie de faisceau 20, alors qu'en dehors de cette zone centrale 52, le faisceau global 50 est essentiellement formé par la deuxième partie de faisceau 30.Within this central zone 52, the overall beam 50 is essentially formed by the first beam portion 20, while outside this central zone 52, the overall beam 50 is essentially formed by the second beam portion 30. .

Dans cet exemple, comme on peut le voir en figure 6, la face d'entrée 11 du générateur de caustique 10 est agencée en vis-à-vis d'un générateur de faisceau 3 de rayons lumineux de manière à recevoir les rayons qu'il émet.In this example, as can be seen in figure 6 , the input face 11 of the caustic generator 10 is arranged vis-à-vis a beam generator 3 of light rays to receive the rays it emits.

La face de sortie du générateur de caustique 10 est agencée de manière à recevoir les rayons réfractés par la face d'entrée 11. Dans l'exemple illustré, la face de sortie est formée, notamment entièrement, par la surface génératrice 12.The outlet face of the caustic generator 10 is arranged to receive the refracted rays by the inlet face 11. In the example illustrated, the exit face is formed, in particular entirely, by the generating surface 12.

Selon l'invention, la face d'entrée 11 peut être comme ici plane et la surface génératrice 12 peut présenter une forme globale de coupelle, de manière à conférer au générateur de caustique 10 une forme de lentille. Néanmoins, le générateur de caustique 10 pourrait être tel que ceux illustrés en figures 1 à 3.According to the invention, the inlet face 11 can be as flat as here and the generating surface 12 can have an overall shape of a cup, so as to confer the caustic generator 10 has a lens shape. Nevertheless, the caustic generator 10 could be such that those illustrated in FIG. Figures 1 to 3 .

La surface génératrice 12 réfracte les rayons, représentés en pointillés, de manière à former selon le principe de l'invention le motif propagé illustré en figure 7a. La répartition photométrique de ce motif propagé 20 est celle d'une partie centrale de feu de croisement.The generating surface 12 refracts the rays, represented in dotted lines, so as to form according to the principle of the invention the propagated pattern illustrated in FIG. figure 7a . The photometric distribution of this propagated motif 20 is that of a central part of the dipped beam.

Cette première partie de faisceau 20 présente donc une intensité plus forte que celle de la deuxième partie de faisceau 30 et présente une ligne de coupure comprenant trois portions consécutives de gauche à droite :

  • une première portion horizontale 21 située verticalement à -1° et située horizontalement essentiellement du côté des véhicules venant en sens inverse, soit à gauche de l'axe vertical V,
  • une portion oblique 22 démarrant légèrement à droite de l'axe vertical V et montant vers le bas-côté du côté de la route dans le sens de circulation, ici vers la droite, puis
  • une deuxième portion horizontale 23 située verticalement au-dessus de l'axe horizontal H.
This first beam portion 20 therefore has a stronger intensity than that of the second beam portion 30 and has a cut line comprising three consecutive portions from left to right:
  • a first horizontal portion 21 located vertically at -1 ° and situated horizontally essentially on the side of oncoming vehicles, to the left of the vertical axis V,
  • an oblique portion 22 starting slightly to the right of the vertical axis V and rising towards the side of the side of the road in the direction of circulation, here to the right, then
  • a second horizontal portion 23 located vertically above the horizontal axis H.

Le module optique de base 42 peut par exemple être un module elliptique avec un cache. Il est agencé de manière à former la partie du faisceau global 50 en dehors de la zone centrale 52.The basic optical module 42 may for example be an elliptical module with a cache. It is arranged to form the part of the overall beam 50 outside the central zone 52.

Dans cet exemple, le module optique de base 42 est agencé de manière à former, comme illustré en figure 7b, la deuxième partie de faisceau 30 avec une étendue supérieure à celle de la première partie de faisceau 20, ainsi qu'avec une répartition photométrique correspondant à celle d'un faisceau de croisement en dehors de la zone centrale 52 (non représentée en figure 7b), et une coupure 31 autour de cette zone centrale 52.In this example, the basic optical module 42 is arranged to form, as illustrated in FIG. figure 7b , the second beam portion 30 with a greater extent than that of the first beam portion 20, and with a photometric distribution corresponding to that of a passing beam outside the central zone 52 (not shown in FIG. figure 7b ), and a cut 31 around this central zone 52.

De ce fait en superposant la première partie de faisceau 20, illustrée en pointillés en figure 7b, et la deuxième partie de faisceau 30, on obtient le faisceau global 50, qui forme un faisceau de croisement.Therefore by superimposing the first beam portion 20, shown in dashed lines in figure 7b , and the second beam portion 30, the overall beam 50, which forms a passing beam, is obtained.

Comme on peut le voir en figures 7b, la première et la deuxième partie de faisceau 20, 30 peuvent se chevaucher légèrement au niveau de la coupure 31 de la deuxième partie de faisceau 30. La zone de chevauchement est appelée portion de superposition 54.As we can see in figures 7b the first and second beam portions 20, 30 may overlap slightly at the cut-off 31 of the second beam portion 30. The overlap area is referred to as the overlay portion 54.

Comme illustré en figure 7c, le faisceau global 50 comprend donc, essentiellement de haut en bas :

  • une portion centrale 53, ici située dans la zone centrale 52, cette portion centrale étant formée uniquement par une portion de la première partie de faisceau 20 située entre la coupure 21, 22, 23 de la première partie de faisceau 20 et la deuxième partie de faisceau 30,
  • la portion de superposition 54, bordant ici la zone centrale 52,
  • une portion basse 55 essentiellement sous la portion de superposition 54, cette portion basse 55 étant formée par le reste de la deuxième partie de faisceau 30.
As illustrated in Figure 7c , the overall beam 50 thus comprises, essentially from top to bottom:
  • a central portion 53, here located in the central zone 52, this central portion being formed solely by a portion of the first beam portion 20 located between the cutoff 21, 22, 23 of the first beam portion 20 and the second portion of beam 30,
  • the superposition portion 54, bordering here the central zone 52,
  • a lower portion 55 essentially below the superposition portion 54, said lower portion 55 being formed by the remainder of the second beam portion 30.

La surface génératrice 12 est ici agencée de manière à réaliser une transition lumineuse entre la portion centrale 53 et la portion de superposition 54.The generating surface 12 is here arranged to provide a light transition between the central portion 53 and the superposition portion 54.

Ici, la surface génératrice 12 est également agencée de manière à réaliser une transition lumineuse entre cette portion de superposition 54 et le reste de la deuxième partie de faisceau 30.Here, the generating surface 12 is also arranged to provide a light transition between this superposition portion 54 and the remainder of the second beam portion 30.

Notamment, ces transitions lumineuses sont réalisées de manière à ce que la zone de superposition 54 ne soit pas distinguable dans le faisceau global 50, et notamment que ce dernier soit dépourvu de trait lumineux en surintensité par rapport au reste du faisceau global 50. Notamment, la surface génératrice 12 peut être agencée de manière à ce que moins de rayons soient dirigés pour former la portion basse 55.In particular, these light transitions are made in such a way that the superposition zone 54 is not distinguishable in the overall beam 50, and in particular that the latter does not have a light line in overcurrent with respect to the remainder of the overall beam 50. Notably, the generating surface 12 may be arranged in such a way that fewer rays are directed to form the lower portion 55.

La figure 8 illustre schématiquement le relief formé par les variations locales de la surface génératrice 12. Ce relief forme un motif objet correspondant à une forme distordue 16 du motif propagé formant la première partie de faisceau 20.The figure 8 schematically illustrates the relief formed by the local variations of the generating surface 12. This relief forms an object pattern corresponding to a distorted shape 16 of the propagated pattern forming the first beam portion 20.

Ce mode de réalisation permet ainsi de réaliser un faisceau de croisement avec dans sa portion centrale 53, une coupure dont la portion oblique 22 et la première portion horizontale 21 sont nettes et dépourvues de chromatisme.This embodiment thus makes it possible to produce a passing beam with in its central portion 53, a cutout of which the oblique portion 22 and the first horizontal portion 21 are sharp and devoid of chromaticism.

Les méthodes de calcul de la surface génératrice 12 peuvent par exemple suivre le procédé illustré aux figures 9a à 9f. Dans cette illustration, pour des raisons de clarté la forme globale de la surface génératrice 13 est symbolisée par un trait en pointillés. L'écran à 70 mètres est symbolisé par un pavé sur la surface 19 duquel on projette la première partie de faisceau 20 et sur lequel on définit le motif propagé, qui forme donc sur cet écran 19 le motif cible pour le calcul.The methods for calculating the generating surface 12 may, for example, follow the process illustrated in FIGS. Figures 9a to 9f . In this illustration, for reasons of clarity, the overall shape of the generating surface 13 is symbolized by a dashed line. The screen at 70 meters is symbolized by a block on the surface 19 from which the first beam portion 20 is projected and on which the propagated pattern is defined, which thus forms on this screen 19 the target pattern for the calculation.

Ce procédé peut être mis en oeuvre ainsi:

  • dans une étape, dite étape amont E1, illustrée en figure 9a, établir la relation définissant l'angle d'incidence des rayons r1, r2, r3, r4, r5 et leur répartition en chaque point de la forme globale 13 donnée, en tenant compte de la répartition donnée des rayons r1, r2, r3, permettant autrement dit de définir également la luminosité de chaque point au niveau de la forme globale donnée 13 sur ledit générateur de caustique 10, dit point objet p1, p2, p3, p4, p5,
  • dans une étape, dite étape aval E2, qui peut être réalisée avant, après ou en même temps que ladite étape amont E1, définir la répartition lumineuse sur la surface cible permettant d'obtenir le motif cible, et donc définir la luminosité de chaque point de la surface cible formée par la surface 19 de l'écran, dit point cible p'1, p'2, p'3, p'4,
  • ensuite, dans une étape de corrélation E3, illustrée en figure 9b, établir une relation entre chaque point objet p1, p2, p3, p4, p5 et chaque point cible p'1, p'2, p'3, p'4, notamment de manière à ce que chaque point cible p'1, p'2, p'3, p'4 recevant de la lumière soit associé à un seul ou à un ensemble de points objet p1, p2, p3, p4, p5 permettant d'obtenir la luminosité requise en ces points pour la formation du motif,
  • ensuite, dans une étape d'orientation E4/E5 des variations locales, illustrée en figures 9c à 9f, en fonction des points cibles et des points objets associés par la relation établie dans l'étape de corrélation E3, déterminer l'orientation des variations locales à appliquer à la forme globale 13 de manière à ce que les rayons r1, r2, r3, r4, r5 incidents sur les points objets p1, p2, p3, p4, p5 soient déviés de manière à avoir l'orientation leur permettant d'atteindre les points cibles p'1, p'2, p'3, p'4 associé par cette relation.
This process can be implemented as follows:
  • in a step, said upstream step E1, illustrated in figure 9a , establish the relationship defining the angle of incidence of the r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 rays and their distribution at each point of the given overall shape 13, taking into account the given distribution of rays r 1 , r 2 , r 3 , in other words also defining the brightness of each point at the given overall shape 13 on said caustic generator 10, said object point p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 ,
  • in a step, said downstream step E2, which can be performed before, after or at the same time as said upstream step E1, define the light distribution on the target surface to obtain the target pattern, and thus define the brightness of each point of the target surface formed by the surface 19 of the screen, said target point p ' 1 , p' 2 , p ' 3 , p' 4 ,
  • then, in a correlation step E3, illustrated in figure 9b , establish a relationship between each object point p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 and each target point p ' 1 , p' 2 , p ' 3 , p' 4 , in particular so that each point target p ' 1 , p' 2 , p ' 3 , p' 4 receiving light is associated with a single or a set of object points p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 to obtain the brightness required at these points for pattern formation,
  • then, in an orientation step E4 / E5, local variations, illustrated in Figures 9c to 9f according to the target points and object points associated with the relation established in the correlation step E3, determining the orientation of the local variations to be applied to the overall shape 13 so that the r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 incidents on the object points p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 are deflected so as to have the orientation enabling them to reach the target points p ' 1 , p' 2 , p ' 3 , p' 4 associated by this relation.

L'étape amont E1 tient compte de la répartition des rayons à leur arrivée au niveau de la forme globale donnée 13.The upstream step E1 takes into account the distribution of the rays at their arrival at the level of the given global form 13.

Dans le troisième mode de réalisation, cette dernière a la forme d'une coupelle. Cependant, d'autres formes sont possibles.In the third embodiment, the latter is in the form of a cup. However, other forms are possible.

Le cas le plus simple, non représenté, est celui d'un élément optique 10, tel que celui illustré en figures 1 et 2, formé d'une plaque transparente dont la face d'entrée 11 et la forme globale donnée 13 de la surface génératrice 12 sont planes, et avec un générateur de faisceau 3, tel que celui de la figure 3, émettant des rayons parallèles.The simplest case, not shown, is that of an optical element 10, such as that illustrated in FIG. Figures 1 and 2 formed of a transparent plate whose input face 11 and the given overall shape 13 of the generating surface 12 are planar, and with a beam generator 3, such as that of the figure 3 , emitting parallel rays.

Dans ce cas simple, le générateur de faisceau 3 et ledit générateur de caustique 10 sont agencés de manière à ce que les rayons soient perpendiculaires à la face d'entrée 11. Ces rayons ne sont donc pas déviés avant de rencontrer la surface de sortie sur laquelle est formée la surface génératrice.In this simple case, the beam generator 3 and said caustic generator 10 are arranged in such a way that the spokes are perpendicular to the inlet face 11. These spokes are therefore not deflected before meeting the exit surface on which is formed the generating surface.

Le mode de réalisation des figures 1 et 2 est un cas intermédiaire où les rayons sont répartis dans un cône initial 14 à la sortie du générateur de faisceau 3, puis réfractés par la face d'entrée plane, restant ainsi inscrit dans un cône, permettant une détermination aisée de l'angle d'incidence des rayons r1, r2, r3, r4, r5 avec la forme globale 13, et donc une détermination aisée de l'angle d'incidence des rayons r1, r2, r3, r4, r5 avec la surface génératrice 12.The embodiment of the Figures 1 and 2 is an intermediate case where the rays are distributed in an initial cone 14 at the output of the beam generator 3, then refracted by the plane entry face, thus remaining inscribed in a cone, allowing easy determination of the angle of incidence of the r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 rays with the overall shape 13, and therefore easy determination of the angle of incidence of the r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r rays 5 with the generating surface 12.

Le mode de réalisation de la figure 3 est un autre cas intermédiaire où la répartition des rayons r1, r2, r3 est initialement plus simple, puisqu'ils sont parallèles en sortie du générateur de faisceau 3. En revanche, ils sont ensuite réfractés différemment par la face d'entrée 11 car celle-ci est courbe, par exemple cylindrique de section circulaire ou elliptique. Cependant, cette courbure étant définie, elle permet de déterminer l'orientation des rayons r1, r2, r3 à leur arrivée au niveau de la forme globale donnée 13 de la surface génératrice 12, qui elle aussi est courbe.The embodiment of the figure 3 is another intermediate case where the distribution of radii r 1 , r 2 , r 3 is initially simpler, since they are parallel at the output of the beam generator 3. On the other hand, they are then refracted differently by the input face 11 because it is curved, for example cylindrical circular or elliptical section. However, this curvature being defined, it makes it possible to determine the orientation of the r 1 , r 2 , r 3 rays upon their arrival at the given overall shape 13 of the generating surface 12, which is also curved.

Dans l'exemple illustré en figure 3, l'élément optique est une plaque transparente courbée, dont la face d'entrée 11 et la forme globale 13 de la surface génératrice 12 sont cylindriques.In the example shown in figure 3 , the optical element is a curved transparent plate, the input face 11 and the overall shape 13 of the generating surface 12 are cylindrical.

De manière à avoir des rayons parallèles, le générateur de faisceau 3 peut comprendre une source de lumière 6, telle qu'une diode électroluminescente, et une lentille de collimation 7 dont les dioptres permettent d'orienter les rayons parallèlement.In order to have parallel rays, the beam generator 3 may comprise a light source 6, such as a light-emitting diode, and a collimating lens 7 whose dioptres allow the rays to be oriented in parallel.

Le troisième mode de réalisation est donc une forme intermédiaire plus compliquée avec :

  • des rayons répartis dans un cône d'émission,
  • une face d'entrée 11 plane, et
  • une surface génératrice 12 de forme globale donnée courbée.
The third embodiment is therefore a more complicated intermediate form with:
  • radii distributed in an emission cone,
  • an input face 11 plane, and
  • a generating surface 12 of curved overall shape.

Des cas plus compliqués peuvent cependant être envisagés, avec :

  • des rayons répartis dans un cône d'émission,
  • une face d'entrée courbée, notamment cylindrique, et
  • une surface génératrice de forme globale donnée courbée.
More complicated cases can however be envisaged, with:
  • radii distributed in an emission cone,
  • a curved entrance face, in particular cylindrical, and
  • a curvaceous overall shape generating surface curved.

Il est également possible d'envisager d'autres répartitions données des rayons.It is also possible to envisage other given distributions of the radii.

Ensuite, différentes méthodes peuvent être utilisées pour réaliser l'étape de corrélation E3 entre les rayons incidents sur la forme globale 13 de la surface génératrice 12 et la répartition lumineuse sur la surface 19 de l'écran.Then, different methods can be used to perform the correlation step E3 between the incident rays on the overall shape 13 of the generating surface 12 and the light distribution on the surface 19 of the screen.

Comme expliqué précédemment, cette étape de corrélation permet de déterminer quels points objets p1, p2, p3, p4, p5 de la forme globale donnée 13 sont associés avec quels points cibles p'1, p'2, p'3, p'4 de la surface 19 de l'écran.As explained above, this correlation step makes it possible to determine which object points p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 of the given global form 13 are associated with which target points p ' 1 , p' 2 , p ' 3 , p ' 4 of the surface 19 of the screen.

Grâce à l'étape amont E1 on connait l'orientation des rayons r1, r2, r3, r4, r5 à l'arrivée au niveau de la forme globale donnée 13 de la surface génératrice 12. Par ailleurs, grâce à la corrélation entre points cibles p'1, p'2, p'3, p'4 et points objet p1, p2, p3, p4, p5, on détermine l'orientation des rayons r1, r2, r3, r4, r5 au départ de cette forme globale donnée 13 pour joindre les points objets p1, p2, p3, p4, p5 aux points cibles p'1, p'2, p'3, p'4 avec lesquels ils sont corrélés.Thanks to the upstream step E1, we know the orientation of the radii r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 at the arrival at the given overall shape 13 of the generating surface 12. at the correlation between target points p ' 1 , p' 2 , p ' 3 , p' 4 and object points p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 , the orientation of the radii r 1 , r is determined 2 , r 3 , r 4 , r 5 starting from this given overall form 13 to join the object points p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 to the target points p ' 1 , p' 2 , p ' 3 , p ' 4 with which they are correlated.

Cela permet donc de réaliser l'étape d'orientation E4/E5, en calculant la variation à attribuer à la surface de sortie par rapport à cette forme globale donnée 13 en tout point de celle-ci, ce qui permet de définir la surface génératrice 12.This therefore makes it possible to carry out the orientation step E4 / E5, by calculating the variation to be attributed to the output surface with respect to this given overall shape 13 at any point thereof, which makes it possible to define the generating surface 12.

Une fois ce calcul réalisé, on observe donc en fonction des amplitudes des variations locales, que la surface génératrice 12 est à une distance plus ou moins grande de la forme globale donnée 13. Pour affiner le calcul de la surface génératrice 12, on peut donc réitérer les étapes amont et aval ainsi que l'étape de définition, en considérant l'arrivée des rayons et leur départ par rapport à la forme de la surface génératrice obtenue précédemment et non plus par rapport à la forme globale donnée. La précision de cette surface et donc la netteté de l'image seront améliorées avec le nombre d'itérations. Par ailleurs, cela permet également de lisser la surface génératrice.Once this calculation has been made, it is therefore observed, as a function of the amplitudes of the local variations, that the generating surface 12 is at a greater or lesser distance from the given overall shape 13. In order to refine the calculation of the generating surface 12, it is therefore possible to reiterate the upstream and downstream steps and the definition step, considering the arrival of the rays and their departure from the shape of the generating surface obtained previously and no longer with respect to the given overall shape. The accuracy of this surface and therefore the sharpness of the image will be improved with the number of iterations. Moreover, it also smooths the generating surface.

Pour réaliser l'étape d'orientation, il est possible d'utiliser les lois de Descartes, connue également sous le nom de lois de Snell dans certains pays anglophones, ou encore sous le nom de lois de Snell-Descartes.To achieve the orientation step, it is possible to use the laws of Descartes, also known as the laws of Snell in some English-speaking countries, or under the name of laws Snell-Descartes.

Ainsi, dans une sous-étape E4, illustrée en figures 9c et 9e, pour un point objet p1, p2, p3, p4, p5 de la forme globale donnée 13 ou de la surface génératrice calculée précédemment, avec la direction d'arrivée et la direction de départ des rayons r1, r2, r3, r4, r5, on peut déterminer la tangente t et la normale n de la surface de sortie en ce point pour que celle-ci dévie chaque rayon r1, r2, r3, r4, r5 incident à l'arrivée selon la direction de réfraction correspondante.Thus, in a substep E4, illustrated in Figures 9c and 9e for an object point p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 of the given overall shape 13 or of the generating surface calculated previously, with the direction of arrival and the starting direction of r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 , the tangent can be determined t and normal not the exit surface at this point so that it deviates each ray r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 incident on arrival in the corresponding refractive direction.

En déterminant, l'ensemble des normales n , encore appelé champs des normales, on détermine dans une sous-étape E5, illustrée en figures 9d et 9f, la surface génératrice 12 ayant ces normales.In determining, the set of normals not , also called normals field, is determined in a substep E5, illustrated in FIG. Figures 9d and 9f the generating surface 12 having these normals.

Les figures 9c et 9d illustrent la réalisation de ces deux sous-étapes dans un agrandissement au niveau des points objets p1, p2, p3, non référencés sur les figures 9c et 9d pour plus de clarté.The Figures 9c and 9d illustrate the realization of these two substeps in an enlargement at the object points p 1 , p 2 , p 3 , not referenced on the Figures 9c and 9d to clarify more.

Les figures 9e et 9f illustrent la réalisation de ces deux sous-étapes dans un agrandissement au niveau des points objets p4, p5 non référencés sur les figures 9e et 9f pour plus de clarté.The Figures 9e and 9f illustrate the realization of these two substeps in an enlargement at the points of the objects p 4 , p 5 not referenced on the Figures 9e and 9f to clarify more.

Sur les figures 2, 9d et 9f, on peut observer les variations locales de la surface génératrice 12 par rapport à la forme globale donnée 13. Ces variations locales correspondent à des changements de pente, définis par la normale n et/ou la tangente t à la surface génératrice 12 au niveau de ces variations locales. Il en résulte que cette surface génératrice 12 comprend des écarts par rapport à la forme globale 13 et forme des creux et des bosses.On the figures 2 , 9d and 9f the local variations of the generating surface 12 with respect to the given overall shape 13 can be observed. These local variations correspond to changes in slope defined by the normal not and / or the tangent t at the generating surface 12 at these local variations. As a result, this generating surface 12 comprises deviations from the overall shape 13 and forms hollows and bumps.

Pour plus de clarté, les normales n et tangentes t n'ont ici été représentées que pour deux ou trois points de la surface génératrice 12, la normale et/ou la tangente sont cependant calculées pour l'ensemble des points.For clarity, the normals not and tangents t have only been represented here for two or three points of the generating surface 12, the normal and / or the tangent are nevertheless calculated for all the points.

L'amplitude d'une variation locale peut dans cette demande être définie comme la distance entre la variation locale et ladite forme globale 13 selon la normale en un point donné de la forme globale 13.The amplitude of a local variation can in this request be defined as the distance between the local variation and said overall shape 13 according to the normal at a given point of the overall shape 13.

Si la forme globale est plane, comme en figures 1 et 2, tout point de la forme globale donnée peut être défini par une cote selon une unique direction z perpendiculaire à cette forme globale 13.If the overall shape is flat, as in Figures 1 and 2 any point of the given global form can be defined by a dimension in a single direction z perpendicular to this global form 13.

On observe, en figure 2, une amplitude minimale a1, par convention négative car située en amont de la surface génératrice 12, et une amplitude maximale a2 en aval de la surface génératrice 12, par convention positive.We observe figure 2 , a minimum amplitude at 1 , by negative convention because located upstream of the generating surface 12, and a maximum amplitude a 2 downstream of the generating surface 12, by positive convention.

A noter que dans le procédé illustré, il est possible de discrétiser la surface en de nombreuses surfaces élémentaires et d'assimiler ces dernières aux points mentionnés p1, p2, p3, p4, p5, p'1, p'2, p'3, p'4.Note that in the process illustrated, it is possible to discretize the surface in many elementary surfaces and to assimilate them at the points mentioned p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , p 5 , p ' 1 , p' 2 , p ' 3 , p' 4 .

Selon l'invention, comme sur les figures 1 et 2, ainsi que la figure 6, la surface génératrice 12 peut être agencée, et donc calculée, de manière à ce que, pour la majorité de la surface génératrice 12, à savoir sur des portions lisses représentant la majorité de cette surface, le passage d'une variation locale à l'autre soit lisse. C'est notamment le cas de la portion illustrée en figure 2, et de celle illustrée en figure 9d. Dans un cas où pour le calcul, les variations locales ne sont pas considérées comme des points mais comme une petite zone de la surface génératrice, notamment une zone infinitésimale, la surface génératrice 12 peut être de plus agencée de manière à ce que, pour ces portions lisses, les variations locales soient lisses.According to the invention, as Figures 1 and 2 , as well as figure 6 , the generating surface 12 can be arranged, and thus calculated, so that for the majority of the generating surface 12, namely on smooth portions representing the majority of this surface, the passage of a local variation to the other is smooth. This is particularly the case of the portion illustrated in figure 2 , and that illustrated in figure 9d . In a case where for calculation, the local variations are not considered as points but as a small area of the generating surface, in particular an infinitesimal zone, the generating surface 12 can be furthermore arranged so that, for these smooth portions, the local variations are smooth.

Notamment, une des portions lisses peut avoir une surface représentant la majorité de la surface génératrice.In particular, one of the smooth portions may have a surface representing the majority of the generating surface.

Un premier exemple de méthode de calcul peut être utilisé pour calculer cette surface génératrice 12. Il s'agit de la méthode divulguée dans le document Yue et al. [1]. Ce document indique notamment les différentes étapes pour construire la surface génératrice 12 à partir d'un exemple donné, en particulier pour établir la relation entre les points de la surface génératrice 12 et ceux de la surface 19 de l'écran.A first example of a calculation method can be used to calculate this generating surface 12. This is the method disclosed in the document Yue et al. [1]. This document indicates in particular the different steps to build the generating surface 12 from a given example, in particular to establish the relationship between the points of the generating surface 12 and those of the surface 19 of the screen.

Ce premier exemple de méthode permet d'obtenir une surface génératrice 12 totalement lisse. Le passage d'une variation locale à l'autre est lisse.This first example of a method makes it possible to obtain a totally smooth generating surface 12. The transition from one local variation to another is smooth.

Pour établir la relation de l'étape de corrélation, notamment comme dans cette première méthode, il est fixé comme condition d'établir une bijection entre les points objets et les points cibles. Ainsi, la totalité de la surface génératrice 12 est agencée de manière à ce que :

  • chaque variation locale dévie les rayons lumineux incidents de manière à former une et une seule portion du motif cible 20 qui soit distincte des portions du motif cible formées par les autres variations locales, et
  • pour tout le motif cible, chaque portion du motif cible reçoit les rayons lumineux issus d'une et d'une seule variation locale.
To establish the relation of the correlation step, especially as in this first method, it is fixed as a condition to establish a bijection between the object points and the target points. Thus, the entire generating surface 12 is arranged so that:
  • each local variation deflects the incident light rays to form one and only one portion of the target pattern that is distinct from the portions of the target pattern formed by the other local variations, and
  • for all the target pattern, each portion of the target pattern receives light rays from one and only one local variation.

Cette méthode permet de bons gradients de luminosité et une bonne résolution. La coupure de la première partie de faisceau 20 est suffisamment nette pour être utilisée pour former la portion centrale 53 d'un faisceau de croisement.This method allows good brightness gradients and good resolution. The cutoff of the first beam portion 20 is sufficiently sharp to be used to form the central portion 53 of a passing beam.

Cette méthode peut par exemple être utilisée pour réaliser la surface génératrice 12 du premier mode de réalisation. Elle pourrait également être utilisée dans le troisième mode de réalisation des figures 5 et 6.This method can for example be used to produce the generating surface 12 of the first embodiment. It could also be used in the third embodiment of the Figures 5 and 6 .

Selon d'autres méthodes, pour améliorer le contraste et avoir des zones davantage sombres et des zones avec une luminosité maximale, en particulier pour réaliser les portions horizontales 21, 23 de coupure et la portion oblique 22 de coupure de manière plus nettes, il est possible d'agencer les variations locales de manière à ce que la surface génératrice 12 présente une ou plusieurs arêtes.According to other methods, to improve the contrast and to have darker areas and areas with maximum brightness, in particular to achieve the horizontal portions 21, 23 of cut and the oblique portion 22 cut more clearly, it is it is possible to arrange the local variations so that the generating surface 12 has one or more edges.

Dans ce cas, la surface génératrice 12 peut comprendre alors:

  • au moins une arête délimitant des portions de la surface génératrice avec des orientations différentes de manière à générer une divergence telle que certaines zones du motif cible ne reçoivent quasiment pas de rayons, voire pas du tout, formant ainsi des zones sombres, et/ou
  • au moins une arête délimitant des portions de la surface génératrice avec des orientations différentes de manière à générer une convergence telle que certaines zones du motif cible reçoivent les rayons de plusieurs variations locales et/ou de plusieurs portions de cette surface génératrice.
In this case, the generating surface 12 can then include:
  • at least one edge delimiting portions of the generating surface with different orientations so as to generate a divergence such that certain areas of the target pattern receive almost no rays, if at all, thus forming dark areas, and / or
  • at least one edge delimiting portions of the generating surface with different orientations so as to generate a convergence such that certain zones of the target pattern receive the rays of several local variations and / or of several portions of this generating surface.

Cela permet notamment de réaliser une coupure plus nette.This allows to achieve a clear cut.

Pour cela, on peut par exemple utiliser une deuxième méthode de calcul pour calculer la surface génératrice 12, divulguée dans le document Schwartzburg et al. [2].For this, one can for example use a second calculation method to calculate the generating surface 12, disclosed in Schwartzburg et al. [2] .

Dans cette deuxième méthode, aucune contrainte de bijection n'est utilisée dans l'étape de corrélation. Cette méthode est plus complexe mais permet d'obtenir un contraste, à savoir un ratio entre la zone claire et la zone sombre, plus élevé. Cette méthode permet en effet d'obtenir des zones plus sombres que celles de la méthode de Yue et Al, mentionnée précédemment. Ainsi, il est possible avec cette deuxième méthode d'obtenir des démarcations entre zone sombre et zone lumineuse plus marquées. Les portions en dehors des arêtes sont lisses, le passage d'une variation locale à l'autre y étant lisse.In this second method, no bijection constraint is used in the correlation step. This method is more complex but allows to obtain a contrast, namely a ratio between the light area and the dark area, higher. This method makes it possible to obtain darker areas than those of the method of Yue and Al , mentioned above. Thus, it is possible with this second method to obtain demarcations between dark area and bright zone more marked. The portions outside the edges are smooth, the passage from one local variation to the other being smooth.

Par exemple, dans les figures 9a à 9f, la méthode utilisée n'impose pas une contrainte de bijection pour établir le motif cible. A certains endroits, plusieurs points objets p1, p2 correspondent à un seul point cible p'1. Il en résulte que la surface génératrice 12 présente une discontinuité de variation de pente, correspondant à une arête sortante 18 sur la surface génératrice 12, et donc rentrante en direction des rayons incidents. Les variations locales de part et d'autre de cette arête 18 permettent de concentrer les rayons r1, r2 sur une ligne de l'écran 19, comprenant notamment le point p'1, pour y former la coupure.For example, in Figures 9a to 9f , the method used does not impose a bijection constraint to establish the target pattern. In some places, several object points p 1 , p 2 correspond to a single target point p ' 1 . As a result, the generating surface 12 has a slope variation discontinuity, corresponding to an outgoing edge 18 on the generating surface 12, and thus reentrant towards the incident rays. The local variations on either side of this edge 18 make it possible to concentrate the rays r 1 , r 2 on a line of the screen 19, notably comprising the point p ' 1 , to form the cut.

En dehors de cette arête 18, notamment au-dessus et au-dessous, l'étape de corrélation E3 a abouti, sans pour autant l'avoir contrainte, à une relation bijective entre les points objets correspondants p3, p4, p5 et les points cibles correspondants p'2, p'3, p'4.Outside this edge 18, especially above and below, the correlation step E3 has succeeded, without having constrained it, to a bijective relationship between the corresponding object points p 3 , p 4 , p 5 and the corresponding target points p ' 2 , p' 3 , p ' 4 .

Quelle que soit la méthode utilisée, chaque point de la surface génératrice 12 est donc associé à une amplitude qui correspond à un écart à la forme globale 13, cette amplitude étant définie selon une direction parallèle à la normale à la forme globale 13 en ce point.Whatever the method used, each point of the generating surface 12 is therefore associated with an amplitude which corresponds to a gap in the overall shape 13, this amplitude being defined in a direction parallel to the normal to the overall shape 13 at this point. .

Par exemple comme illustré en figures 1 et 3, on considère un plan comprenant la direction globale du faisceau de rayons incidents. On considère dans ce plan, le rectangle 17, dans lequel est circonscrite le générateur de caustique 10, ce rectangle 17 peut présenter un côté au moins quatre fois supérieur, notamment six fois supérieur à celui de l'amplitude de chaque variation locale par rapport à la forme globale donnée 13 au niveau de cette variation locale, donc supérieur à six fois l'amplitude maximale.For example as illustrated in figures 1 and 3 a plane comprising the overall direction of the incident ray beam is considered. Considered in this plane, the rectangle 17, in which the caustic generator 10 is circumscribed, this rectangle 17 may have a side at least four times greater, in particular six times greater than that of the amplitude of each local variation relative to the given global form 13 at the level of this local variation, thus greater than six times the maximum amplitude.

Par ailleurs, les variations locales peuvent présenter une tangente t formant un angle α avec la forme globale donnée compris entre -60 et 60 degrés, notamment entre -30 et 30 degrés.In addition, local variations may have a tangent t forming an angle α with the given overall shape between -60 and 60 degrees, in particular between -30 and 30 degrees.

En cumulant ces conditions de pente et d'amplitude on arrive à des résultats optimaux, notamment en termes de contraste et de netteté, permettant notamment une propagation du motif propagé sur l'intervalle utile, en particulier à la distance optimale Dp.By combining these slope and amplitude conditions, optimal results are obtained, particularly in terms of contrast and sharpness, allowing propagation of the propagated pattern over the useful interval, in particular at the optimum distance D p .

A noter que plus la taille de la source lumineuse 4, 6 du générateur de faisceau 3 est faible par rapport à la surface génératrice 12, plus le motif projeté est proche du motif souhaité utilisé pour la construction de la surface génératrice. Par exemple, le côté du rectangle 17 dans lequel est circonscrite le générateur de caustique 10 peut être au moins dix fois supérieur, notamment trente fois, à celui d'un côté de cette source de lumière 3, 6, notamment lorsque cette source est une diode électroluminescente.Note that the smaller the size of the light source 4, 6 of the beam generator 3 is relative to the generating surface 12, the more the projected pattern is close to the desired pattern used for the construction of the generating surface. By for example, the side of the rectangle 17 in which the caustic generator 10 is circumscribed may be at least ten times greater, in particular thirty times, than that of one side of this light source 3, 6, especially when this source is a diode emitting.

Les trois modes de réalisation des figures 1 à 3 et 5 et 6 visent des générateurs de caustique 10 fonctionnant par réfraction.The three embodiments of the Figures 1 to 3 and 5 and 6 aim at caustic generators 10 operating by refraction.

Ici la surface génératrice 12 est formée sur un élément optique 10 spécialement dédié à cet effet. Cependant elle peut également être formée sur des éléments ayant d'autres fonctions, tels qu'une glace de fermeture du dispositif d'éclairage, une lentille optique, un masque.Here the generating surface 12 is formed on an optical element 10 specially dedicated for this purpose. However, it can also be formed on elements having other functions, such as a closing glass of the lighting device, an optical lens, a mask.

Dans la demande, on désigne par « masque » l'enjoliveur destiné à masquer certains éléments, tel que des câbles, le fond du boitier. Il est également appelé « bezel » en anglais.In the application, the term "mask" means the hubcap intended to hide certain elements, such as cables, the bottom of the case. It is also called "bezel" in English.

Par ailleurs, les figures 1 à 3 et 6 illustrent des cas où la surface génératrice 12 est sur la face de sortie du générateur de caustique 10. Cependant cela n'est pas limitatif et d'une manière générale, l'élément optique peut présenter une surface génératrice sur la face d'entrée et/ou sur la face de sortie.Moreover, Figures 1 to 3 and 6 illustrate cases where the generating surface 12 is on the output face of the caustic generator 10. However, this is not limiting and in general, the optical element may have a generating surface on the input face and / or on the exit face.

La figure 10 illustre un quatrième mode de réalisation, qui est une variante du système d'éclairage 41 du troisième mode de réalisation. La figure 5 peut donc également s'appliquer à ce quatrième mode de réalisation.The figure 10 illustrates a fourth embodiment, which is a variant of the lighting system 41 of the third embodiment. The figure 5 can therefore also apply to this fourth embodiment.

Celui-ci diffère en ce que la source de lumière, ici formée par une DEL 6, est couplée à une optique 7 permettant d'orienter les rayons r1, r2, r3 sensiblement parallèlement, ici perpendiculairement à la face d'entrée 11 du générateur de caustique 10. Cette optique est dans cet exemple un réflecteur 7 de forme paraboloïde.It differs in that the light source, here formed by an LED 6, is coupled to an optical 7 for orienting the radii r1, r2, r3 substantially parallel, here perpendicularly to the input face 11 of the generator In this example, this optic is a reflector 7 of paraboloid form.

La DEL 6 est agencée entre le réflecteur 7 et le générateur de caustique 10 en forme de lentille.The LED 6 is arranged between the reflector 7 and the caustic generator 10 in the form of a lens.

Le réflecteur 7, la DEL 6 et le générateur de caustique 10 sont reliés entre eux mécaniquement de manière à former un module optique complémentaire 41. Ce module optique complémentaire a ainsi l'aspect d'un module elliptique. Cela permet de réaliser un projecteur 40 d'aspect plus harmonieux en assemblant le module optique complémentaire 41 avec un module optique de base 42 qui soit un module elliptique.The reflector 7, the LED 6 and the caustic generator 10 are mechanically interconnected to form a complementary optical module 41. This complementary optical module thus has the appearance of an elliptical module. This allows a projector 40 of more harmonious appearance by assembling the complementary optical module 41 with a basic optical module 42 which is an elliptical module.

La figure 11 illustre un cinquième mode de réalisation, selon lequel l'élément optique 10' ou générateur de caustique 10' fonctionne par réflexion.The figure 11 illustrates a fifth embodiment, wherein the optical element 10 'or caustic generator 10' operates by reflection.

Le générateur de caustique 10' est ici un miroir dont la surface réfléchissante forme la surface génératrice 12', présentant des variations locales autour de sa forme globale plane 13'.The caustic generator 10 'is here a mirror whose reflective surface forms the generating surface 12', having local variations around its overall planar shape 13 '.

Ce miroir 10' peut présenter une ou plusieurs arêtes. Ici, il y a une arête rentrante 18', à savoir formant le fond d'un creux, délimitant des portions de surfaces avec une orientation en vis-à-vis l'une de l'autre, ces portions-ci permettant ainsi de créer un trait lumineux marquant la coupure d'un faisceau global.This mirror 10 'may have one or more edges. Here, there is a reentrant edge 18 ', namely forming the bottom of a hollow, delimiting portions of surfaces with an orientation vis-à-vis one another, these portions thereby allowing to create a luminous line marking the cut of a global beam.

Les mêmes méthodes de construction peuvent être appliquées à cette surface génératrice 12' réfléchissante, en tenant compte au cours des différentes étapes qu'il s'agit d'une réflexion et non d'une réfraction.The same construction methods can be applied to this generating surface 12 'reflecting, taking into account during the various steps that it is a reflection and not a refraction.

Dans un tel cas, l'étape amont est simplifiée car les rayons r1, r2, r3, r4 arrivent directement sur la surface génératrice 12 selon la répartition donnée et en repartent également directement.In such a case, the upstream step is simplified because the r 1 , r 2 , r 3 , r 4 rays arrive directly on the generating surface 12 according to the given distribution and also leave it directly.

Les figures 12a à 12d illustrent les faisceaux obtenus par un sixième mode de réalisation qui est une variante de réalisation du projecteur 40 des figures 5 et 6. L'illustration schématique de la figure 5 peut donc être reprise pour ce sixième mode de réalisation.The Figures 12a to 12d illustrate the beams obtained by a sixth embodiment which is an alternative embodiment of the projector 40 of the Figures 5 and 6 . The schematic illustration of the figure 5 can therefore be repeated for this sixth embodiment.

Ce mode de réalisation diffère par son module complémentaire formé par le système d'éclairage 41 selon l'invention et par son module optique de base 42, qui sont ici agencés de manière à former respectivement une première partie de faisceau 60 et une deuxième partie de faisceau 70 différentes de celle du troisième mode de réalisation. Ici, faisceau global 80 résultant de la superposition des deux parties de faisceau 60, 70 forme un faisceau route adaptatif.This embodiment differs by its complementary module formed by the lighting system 41 according to the invention and by its basic optical module 42, which are here arranged so as to form respectively a first beam portion 60 and a second portion of beam 70 different from that of the third embodiment. Here, overall beam 80 resulting from the superposition of the two beam portions 60, 70 forms an adaptive route beam.

Les figures 12a à 12d illustrent respectivement les projections de la première partie de faisceau 60, de la deuxième partie de faisceau 70, et du faisceau global 50 sur un écran vertical, placé à une distance inférieure à la distance optimale Dp, par exemple placé à une distance de 25 mètres.The Figures 12a to 12d respectively show the projections of the first beam portion 60, the second beam portion 70, and the overall beam 50 on a vertical screen, placed at a distance less than the optimum distance D p , for example at a distance of 25 meters.

Ici, la deuxième partie de faisceau 70 comprend une coupure supérieure plane et est, par exemple, formée au moyen d'un module elliptique avec un cache ou d'un module avec un réflecteur, notamment de type parabolique. Sa répartition photométrique correspond à la répartition photométrique située en dessous d'une ligne horizontale située verticalement à 2° dans un feu route.Here, the second beam portion 70 comprises a planar upper cut and is, for example, formed by means of an elliptical module with a cover or a module with a reflector, especially of parabolic type. Its distribution photometric corresponds to the photometric distribution below a horizontal line located vertically at 2 ° in a traffic light.

La première partie de faisceau 60 présente donc une intensité plus forte que la deuxième partie de faisceau 70, ainsi qu'une ligne de coupure comprenant trois portions consécutive de gauche à droite :

  • une portion verticale gauche 61,
  • une portion horizontale 62 située verticalement à 1°,
  • une portion verticale droite 63.
The first beam portion 60 thus has a higher intensity than the second beam portion 70, and a cut line comprising three consecutive portions from left to right:
  • a vertical left portion 61,
  • a horizontal portion 62 located vertically at 1 °,
  • a straight vertical portion 63.

Ces portions de coupure 61, 62, 63 délimitent une zone sombre 64.These cutoff portions 61, 62, 63 delimit a dark zone 64.

Un superposant ces deux parties de faisceau 60, 70 de manière à ce que la portion horizontale 62, donc ici le bas de la zone sombre 64, soit au-dessus de la deuxième partie de faisceau 70, c'est-à-dire au-dessus de la coupure 71 de cette dernière, on obtient un faisceau route adaptatif 80, illustré en figure 12c.A superimposing these two beam portions 60, 70 so that the horizontal portion 62, thus here the bottom of the dark zone 64, is above the second beam portion 70, that is to say at the above the cut-off 71 of the latter, an adaptive route beam 80 is obtained, illustrated in FIG. figure 12c .

Le projecteur 40 est équipé d'actionneurs non représentés qui permettent de déplacer le module optique complémentaire 41 selon un axe de rotation vertical, et donc la première partie de faisceau 60 horizontalement, alors que la deuxième partie de faisceau 70 reste fixe par rapport au projecteur 40.The projector 40 is equipped with actuators (not shown) which make it possible to move the complementary optical module 41 along a vertical axis of rotation, and therefore the first beam portion 60 horizontally, while the second beam portion 70 remains fixed with respect to the headlight 40.

Lorsque le véhicule équipé du projecteur 40 est équipé de capteurs, par exemple une caméra, d'un calculateur permettant un traitement de l'image, et d'un processeur, ce dernier peut piloter les actionneurs de manière à déplacer le module optique complémentaire 41 de manière à ce que la zone sombre 64 soit agencée au niveau d'un véhicule C venant en sens adverse, comme en figure 12d, ou suivi. Cela permet d'avoir un éclairage plus puissant qu'un feu de croisement, tout en évitant d'éblouir les autres conducteurs.When the vehicle equipped with the projector 40 is equipped with sensors, for example a camera, a computer for processing the image, and a processor, the latter can drive the actuators so as to move the complementary optical module 41 so that the dark area 64 is arranged at a vehicle C coming in the opposite direction, as in figure 12d , or tracking. This allows for more powerful lighting than a dipped beam, while not dazzling other drivers.

Comme pour le feu de croisement du troisième mode de réalisation, dans ce sixième mode de réalisation la première partie de faisceau 60 et la deuxième partie de faisceau 70 peuvent se chevaucher selon une portion de superposition 72. La surface génératrice 12 peut également être agencée de manière à réaliser les transitions lumineuses précédemment décrites.As for the dipped beam of the third embodiment, in this sixth embodiment the first beam portion 60 and the second beam portion 70 may overlap in a superimposed portion 72. The generating surface 12 may also be arranged with way to achieve the light transitions previously described.

Les motifs propagés et/ou cible représentés le sont dans le cadre d'une circulation à droite. Pour une circulation gauche, ceux-ci doivent simplement être inversés symétriquement par rapport à l'axe vertical V.The motives propagated and / or target represented are in the context of a traffic on the right. For left-hand traffic, these must simply be reversed symmetrically with respect to the vertical axis V.

Liste des référencesList of references

  1. [1] Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita. Poisson-Based Continuous Surface Génération for Goal-Based Caustics, ACM Transactions on Graphics, Vol. 31, No. 3, Article 31 (May 2014 ).[1] Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita. Fish-Based Continuous Surface Generation for Goal-Based Caustics, ACM Transactions on Graphics, Vol. 31, No. 3, Article 31 (May 2014 ).
  2. [2] Yuliy Schwartzburg, Romain Testuz, Andrea Tagliasacchi, Mark Pauly. High-contrast Computational Caustic Design, ACM Transactions on Graphics (Proceedings of ACM SIGGRAPH 2014), Vol. 33, Issue 4, Article No. 74 (July 2014 )[2] Yuliy Schwartzburg, Romain Testuz, Tagliasacchi Andrea, Mark Pauly. High-contrast Computational Caustic Design, ACM Transactions on Graphics (Proceedings of ACM SIGGRAPH 2014), Vol. 33, Issue 4, Article No. 74 (July 2014 )

Claims (16)

Système d'éclairage de la route de véhicule (1) comprenant : - un élément optique (10) présentant une surface génératrice (12) de caustique contrôlée, cette surface génératrice étant une surface réfléchissante ou réfractrice, s'étendant selon une forme globale donnée (13) et présentant des variations locales de forme autour de cette forme globale donnée, ces variations locales étant réparties sur l'ensemble de ladite surface génératrice de sorte qu'elles confèrent à l'ensemble de la surface génératrice un relief formant un motif objet (15), ces différentes variations locales étant agencées de manière à ce que la majorité de ladite surface génératrice soit lisse et de manière à ce que pour un faisceau de rayons incidents (r1, r2, r3) sur l'ensemble de cette dite surface génératrice, ces rayons ayant une répartition donnée, ladite surface génératrice dévie les rayons selon des orientations différentes en fonction des variations locales qu'ils rencontrent, formant ainsi un faisceau dévié propageant un motif propagé (20), ce motif propagé correspondant à une forme distordue du motif objet, - une partie de montage (2) sur laquelle est destiné à être monté un générateur de faisceau (3) de rayons selon la répartition donnée, de manière à ce que les rayons soient incidents sur ladite surface génératrice, l'élément optique étant agencé de manière à ce que le motif propagé soit propagé sur un intervalle utile s'étendant en amont de et au moins jusqu'à une distance optimale (Dp) de propagation donnée et selon une répartition photométrique donnée, de manière à former une partie d'un faisceau lumineux d'éclairage, cette partie présentant une coupure.Vehicle Road Lighting System (1) comprising: an optical element (10) having a controlled caustic generating surface (12), this generating surface being a reflecting or refracting surface, extending in a given overall shape (13) and having local variations of shape around this shape given overall, these local variations being distributed over the whole of said generating surface so that they give to the whole of the generating surface a relief forming an object pattern (15), these different local variations being arranged in such a way that that the majority of said generating surface is smooth and so that for a beam of incident rays (r 1 , r 2 , r 3 ) over the whole of said generating surface, these rays having a given distribution, said surface Generator deflects the rays in different directions depending on the local variations they encounter, thus forming a deflected beam propagating a propagated pattern (20), this propagated pattern corresponding to a distorted shape of the object pattern, a mounting part (2) on which is mounted a beam generator (3) of radii according to the given distribution, so that the rays are incident on said generating surface, the optical element being arranged in such a way that the propagated pattern is propagated over a useful interval extending upstream of and at least up to an optimum distance (D p ) of given propagation and according to a given photometric distribution, of to form part of a lighting beam, this part having a cut. Système d'éclairage selon la revendication 1, dans lequel la distance optimale (Dp) donnée est supérieure ou égale à 70 mètres.Lighting system according to claim 1, wherein the optimum distance (D p ) given is greater than or equal to 70 meters. Système d'éclairage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les variations locales sont agencées de manière à ce que les rayons du faisceau dévié ne se croisent pas jusqu'à ladite distance optimale (Dp).An illumination system according to claim 1 or 2, wherein the local variations are arranged such that the beams of the deflected beam do not intersect to said optimum distance (D p ). Système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque variation locale présente, en chacun de ses points, une amplitude définie comme la distance entre la variation locale et ladite forme globale selon la normale en un point donné de la forme globale, l'amplitude maximale de chaque variation locale étant comprise dans un intervalle compris entre 0,001 millimètre et 1 millimètre.Lighting system according to any of the preceding claims, wherein each local variation has, in each of its points, an amplitude defined as the distance between the local variation and said overall shape according to the normal at a given point of the shape overall amplitude, the maximum amplitude of each local variation being in a range between 0.001 millimeter and 1 millimeter. Système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la répartition donnée est sensiblement telle que pour tout plan transversal à la direction de propagation, en un point donné de ce plan, le ou les rayon(s) (r1, r2, r3) incident(s) en ce point provien(en)t d'une unique direction.Lighting system according to any one of the preceding claims, wherein the distribution given is substantially such that for any plane transverse to the direction of propagation, at a given point of this plane, the radius (s) (r 1 , r 2 , r 3 ) incident (s) at this point comes from a single direction. Système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la répartition donnée correspond à celle d'une diode électroluminescente.An illumination system as claimed in any one of the preceding claims, wherein the given distribution corresponds to that of a light emitting diode. Système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d'éclairage comprend le générateur de faisceau (3) de rayons (r1, r2, r3) selon la répartition donnée.Lighting system according to any of the preceding claims, wherein the lighting device comprises the beam generator (3) of rays (r 1 , r 2 , r 3 ) according to the given distribution. Système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface génératrice comprend au moins une portion lisse dont la surface représente la majorité de la surface génératrice (12 ; 12'), le passage d'une variation locale à l'autre étant lisse à l'intérieur de cette portion lisse.Lighting system according to any one of the preceding claims, wherein the generating surface comprises at least one smooth portion whose surface represents the majority of the generating surface (12; 12 '), the passage from a local variation to the other being smooth inside this smooth portion. Système d'éclairage selon la revendication 8, dans lequel le passage entre certaines variations locales est délimité par une arête (18, 18'), les variations locales de part et d'autre de cette arête étant agencées de manière à dévier une partie des rayons de manière à former au moins une portion de la coupure avec cette partie des rayons.Lighting system according to claim 8, wherein the passage between certain local variations is delimited by an edge (18, 18 '), the local variations on either side of this edge being arranged so as to deflect a portion of rays so as to form at least a portion of the cut with this portion of the rays. Système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le générateur de faisceau (3) comprend une source de lumière (6), la source de lumière étant une diode électroluminescente.An illumination system according to any one of the preceding claims, wherein the beam generator (3) comprises a light source (6), the light source being a light emitting diode. Système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément optique (10) est formée d'un matériau transparent et est agencé avec le générateur de faisceau (3) de manière à former le faisceau dévié par réfraction des rayons (r1, r2, r3) émis par le générateur de faisceau.An illumination system according to any one of the preceding claims, wherein the optical element (10) is formed of a transparent material and is arranged with the beam generator (3) to form the refracted beam by refraction. rays (r 1 , r 2 , r 3 ) emitted by the beam generator. Dispositif d'éclairage de la route de véhicule comprenant un système d'éclairage (1 ; 41) selon l'une des revendications précédentes.Vehicle road lighting device comprising a lighting system (1; 41) according to one of the preceding claims. Dispositif d'éclairage selon la revendication 12, comprenant un boitier et une glace de fermeture du boitier au travers de laquelle sortent les rayons lumineux émis par le dispositif d'éclairage, la glace de fermeture formant l'élément optique, la surface génératrice étant formée en surface d'une portion de la glace de fermeture, le faisceau dévié étant formé par réfraction des rayons émis par le générateur de faisceau.Lighting device according to claim 12, comprising a housing and a closing window of the housing through which the light rays emitted by the lighting device emerge, the closure glass forming the optical element, the generating surface being formed at the surface of a portion of the closure glass, the deflected beam being formed by refraction of the rays emitted by the beam generator. Dispositif d'éclairage selon la revendication 12 ou 13, comprenant: - un système d'éclairage (41) selon l'une des revendications 1 à 11, agencé de manière à former une première partie de faisceau (20 ; 60) lumineux présentant une coupure avec au moins deux portions (21, 22 ; 61, 62) orientées selon des directions différentes l'une de l'autre, - un module optique de base (42) agencé de manière à former une deuxième partie de faisceau (30 ; 70) lumineux plus étendue que la première partie de faisceau, ledit système d'éclairage et le modules optique de base étant agencés de manière à ce que les deux parties de faisceau forment ensemble un faisceau global (50 ; 80) d'éclairage de la route.Lighting device according to claim 12 or 13, comprising: - an illumination system (41) according to one of claims 1 to 11, arranged to form a first light beam portion (20; 60) having a cut with at least two portions (21, 22; 61, 62) oriented in different directions from each other, a base optical module (42) arranged to form a second, larger beam portion (30; 70) than the first beam portion; said illumination system and the basic optical module being arranged so that the two beam portions together form a global beam (50; 80) of illumination of the road. Dispositif d'éclairage selon la revendication 14, dans lequel le système d'éclairage (41) et le module optique de base (42) sont agencés de manière à ce que: - le faisceau global (50) soit un faisceau de croisement, - ladite première partie de faisceau (20) forme la portion centrale (53) du faisceau global (50) et comprenne la jonction entre une portion horizontale (21) et une portion oblique (22) de la coupure, et - la deuxième partie de faisceau (30) forme le reste du faisceau global (50). Lighting device according to Claim 14, in which the lighting system (41) and the basic optical module (42) are arranged in such a way that: the overall beam (50) is a passing beam, said first beam portion (20) forms the central portion (53) of the overall beam (50) and comprises the junction between a horizontal portion (21) and an oblique portion (22) of the cut, and the second beam portion (30) forms the remainder of the overall beam (50). Dispositif d'éclairage selon la revendication 14, dans lequel le système d'éclairage et le module optique sont agencés de manière à ce que: - le faisceau global (80) soit un faisceau route adaptatif, - la deuxième partie de faisceau (70) forme une partie basse du faisceau global, - la première partie de faisceau (60) forme une partie supérieure du faisceau global et présente une zone sombre (64) centrale démarquée par une coupure avec des portions (61, 62, 63) délimitant cette zone sombre en bas et sur les côtés, - le faisceau global (80) présente cette zone sombre (64), le bas de la zone sombre étant agencé au-dessus de la deuxième partie de faisceau (70). Lighting device according to Claim 14, in which the lighting system and the optical module are arranged in such a way that: the global beam (80) is an adaptive road beam, the second beam portion (70) forms a lower portion of the overall beam, the first beam portion (60) forms an upper portion of the overall beam and has a central dark zone (64) defined by a cut with portions (61, 62, 63) delimiting this dark zone at the bottom and on the sides, the global beam (80) has this dark zone (64), the bottom of the dark zone being arranged above the second beam portion (70).
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