FR3041112A1 - Module de projection d'un faisceau lumineux d'eclairage automobile, et projecteur muni d'un tel module - Google Patents

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Vanesa Sanchez
Pierre Albou
Xavier Morel
Stephan Sommerschuh
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Abstract

Module (200) de projection d'un faisceau lumineux (210) d'éclairage automobile, comprenant au moins une source de lumière apte à émettre des rayons lumineux et une optique de projection (204) apte à projeter un faisceau lumineux, caractérisé en ce que la au moins une source de lumière comprend au moins une diode électroluminescente (201) et en ce qu'il comprend une matrice de micro-miroirs (203) configuré pour diriger au moins une partie des rayons lumineux incidents émis par la au moins une diode électroluminescente (201) vers ladite optique de projection (204), le module comprenant (200) en outre des moyens de focalisation ou de collimation des rayons lumineux émis par la au moins une diode électroluminescente (201) sur une zone de la matrice de micro-miroirs (203).

Description

Module de projection d’un faisceau lumineux d’éclairage automobile, et projecteur muni d’un tel module.
La présente invention concerne un module de projection d’un faisceau lumineux d’éclairage automobile, et un projecteur d’éclairage de véhicule automobile muni d’un tel module de projection.
Les projecteurs d’éclairage de véhicule automobile sont munis de plusieurs éléments agencés dans un boîtier de manière à obtenir un faisceau lumineux à la sortie du projecteur. De façon simplifiée, les éléments du boîtier comprennent notamment une source de lumière, par exemple une (ou plusieurs) diode(s) électroluminescente(s), qui émet des rayons lumineux, et des moyens de projection aptes à former un faisceau lumineux à partir des rayons lumineux issus de la source de lumière, par exemple constitués de l’association d’un réflecteur disposé à proximité de la source de lumière et une lentille à la sortie du projecteur. Le réflecteur a pour fonction de concentrer et d’orienter les rayons lumineux issus de la source de lumière pour les diriger vers la lentille, qui finit de former le faisceau lumineux pour le projecteur. Les moyens de projection peuvent alternativement ne comprendre que des réflecteurs ou que des lentilles.
On sait que certains projecteurs de véhicule automobile sont capables de faire varier l’orientation du faisceau lumineux et/ou sa forme en fonction des besoins du conducteur du véhicule.
Ainsi, une fonction avancée concerne la possibilité de réaliser des faisceaux d’éclairage adaptatifs (ou ADB, acronyme d’Adaptative Driving Beam en anglais), en fonction des conditions de circulation et notamment de réaliser des tunnels sombres pour isoler dans le faisceau projeté des véhicules croisés ou suivi, afin de ne pas les éblouir (fonction feu de route anti-éblouissement, également connue sous l’acronyme GFHB de l’angalis Glare-Free High Beam).
On connaît plusieurs techniques de réalisation de cette fonction d’éclairage adaptatif, notamment avec des systèmes de projection réalisant des faisceaux à bandes verticales ou à matrice de pixels. En particulier, il est connu d’associer des matrices de diodes électroluminescentes à des guides de lumière couplés à des moyens de projection ou encore de recourir à un système de balayage par un faisceau laser.
On connaît également une solution de projecteur automobile basée sur une matrice de micro-miroirs (DMD acronyme de (l’anglais Digital Micromirror Device) sur laquelle est collimatée une source de lumière au Xénon, qui est notamment décrite dans le document W099/11968.
Cette technologie de matrice de micro-miroirs est particulièrement intéressante aujourd’hui car elle est techniquement mature et présente un coût relativement abordable pour un usage dans l’éclairage automobile, et permet de développer un système d’éclairage compact et précis, avec un nombre élevé de pixels, offrant même la possibilité de projeter des pictogrammes sur le sol.
Toutefois, les projecteurs connus associant source lumineuse Xénon et matrice de micro-miroir ne sont pas particulièrement optimisés.
En effet, les sources Xénon émettent un rayonnement lumineux qui comporte des rayons infrarouges et de fait provoquent un échauffement du composant DMD, d’où un risque de dysfonctionnent ou de fonctionnement non optimal de celui-ci. De plus, ces sources au Xénon nécessite une alimentation électrique complexe. En outre, ces sources au Xénon sont des sources qui émettent un rayonnement dans tout l’espace Lambertien, d’où un encombrement certain du fait de la taille requise des moyens de collimation du rayonnement émis afin de récupérer tout le flux lumineux. Enfin, l’intensité est difficilement modulable : le flux moyen émis par ces sources n’est modulable que sur quelques %.
La présente invention vise à obvier les inconvénients des systèmes connus et à proposer un module de projection d’un faisceau lumineux d’éclairage automobile plus simple, plus fiable et plus efficace que les systèmes connus. A cet égard, l’invention a pour objet un module de projection d’un faisceau lumineux d’éclairage automobile, comprenant au moins une source de lumière apte à émettre des rayons lumineux et une optique de projection apte à projeter un faisceau lumineux.
Ce module est remarquable en ce que la au moins une source de lumière comprend au moins une diode électroluminescente et en ce qu’il comprend une matrice de micromiroirs configuré pour diriger au moins une partie des rayons lumineux incidents émis par la au moins une diode électroluminescente vers ladite optique de projection, le module comprenant en outre des moyens de focalisation ou de collimation des rayons lumineux émis par la une diode électroluminescente sur une zone de la matrice de micro-miroirs L’invention se rapporte également à un projecteur d’éclairage de véhicule automobile comprenant un tel module. L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description suivante qui n’est donnée qu’à titre indicatif et qui n’a pas pour but de la limiter, accompagnée des dessins joints : la figure 1 illustre un exemple non limitatif de réalisation d’un module selon l’invention.
En référence à la figure 1, le module 200 comprend au moins une source de lumière qui est formées d’au moins une diode électroluminescente 201 (LED). Avantageusement, il s’agit d’un ensemble de sources de lumière, ensemble du type diode électroluminescente multipuces, c’est-à-dire d’un composant électronique unique comportant plusieurs émetteurs électroluminescents.
Selon une caractéristique de l’invention, lesdites au moins une diode électroluminescente 201 émettent une lumière blanche L’utilisation de sources lumineuses du type composant opto-électronique à semi conducteur, telles que des diode électroluminescentes 201 est particulièrement avantageux par rapport à une source au Xénon : non seulement elles n’émettent pas de rayonnement infrarouge susceptible d’échauffer l’écran digital et d’entrainer un dysfonctionnement de celui-ci, mais en plus elles émettent dans un demi-espace Lambertien (alors que la source au Xénon émet dans toutes les directions) et donc génèrent un encombrement beaucoup moins important des moyens de focalisation ou de collimation pour diriger le flux lumineux émis par ces sources sur la matrice de micro-miroirs.
Cette LED 201 émet un faisceau lumineux avantageusement en direction de moyens de focalisation ou de collimation formés ici d’un réflecteur 202. Ce réflecteur 202 est de préférence configuré pour concentrer le flux de lumière incident sur une surface comportant une matrice de micro-miroirs 203.
De manière avantageuse, le réflecteur 202 est configuré pour que l’ensemble des micro-miroirs soit éclairé par le faisceau lumineux réfléchi par le réflecteur 202. Le réflecteur 202 peut avoir, suivant au moins un plan de section, un profil pseudo elliptique ou pseudo parabolique.
Selon une variante, le réflecteur peut être substitué par une lentille de collimation des faisceaux émis par la au moins une source lumineuse 201 sur la matrice de micro-miroirs 203.
Une fois réfléchi par une partie au moins des micro-miroirs, le faisceau lumineux passe au travers d’une optique de projection 204. De manière avantageuse, cette optique de projection 204 peut être un dioptre tel qu’une lentille convergente par exemple.
Comme indiqué, après réflexion du faisceau lumineux sur le réflecteur 202, celui-ci vient se concentrer sur la matrice de micro-miroirs 203. De manière préférentielle, les micromiroirs disposent chacun de deux positions de fonctionnement, une position dite active dans laquelle ils réfléchissent le faisceau lumineux incident en direction de l’optique de projection 204, et une position dite passive dans laquelle ils réfléchissent le faisceau lumineux incident en direction d’un élément absorbeur de rayonnement lumineux non représenté dans la figure.
Ce module permet de disposer en sortie de l’optique de projection 204 d’un faisceau lumineux 210 hautement résolu pixélisé et digitalisé : chaque pixel ou rayons pixélisé composant ce faisceau correspond à un micro-miroir et il est possible d’activer ou non ces micro-pixels en simplement pilotant les micro-miroirs. Cette particularité permet alors de dessiner au besoin la forme du faisceau lumineux 210 en sortie de l’optique de projection 204 selon les besoins de l’invention.
Par exemple, il est possible de n’activer qu’une partie des micro-miroirs 203 afin de former une coupure au niveau du faisceau lumineux en sortie du dioptre 204. Cette coupure permet entre autre la réalisation de la fonction ADB.
Un autre avantage du module selon l’invention réside dans son utilisation en tant que module de projection de pictogrammes sur le sol devant un véhicule automobile. A cette fin, le module 200 sera associé à d’autres modules complémentaires d’éclairage afin de former un faisceau d’éclairage automobile complet, par exemple un feu de croisement. L’utilisation de diodes électroluminescentes pour le module de l’invention permet d’assurer une parfaite homogénéité avec la couleur et le faisceau émis par les modules complémentaires en les munissant du même type de diodes électroluminescentes. Une telle homogénéité est impossible à obtenir avec des modules complémentaires à source LED et est une source Xénon.
De plus, l’intensité des diodes est réglable en jouant sur l’intensité de leur alimentation électrique, ce qui permet d’obtenir un contraste précis.

Claims (3)

  1. REVENDICATIONS :
    1. Module (200) de projection d’un faisceau lumineux (210) d’éclairage automobile, comprenant au moins une source de lumière apte à émettre des rayons lumineux et une optique de projection (204) apte à projeter un faisceau lumineux, caractérisé en ce que la au moins une source de lumière comprend au moins une diode électroluminescente (201) et en ce qu’il comprend une matrice de micro-miroirs (203) configuré pour diriger au moins une partie des rayons lumineux incidents émis par la au moins une diode électroluminescente (201) vers ladite optique de projection (204), le module comprenant (200) en outre des moyens de focalisation ou de collimation des rayons lumineux émis par la au moins une diode électroluminescente (201) sur une zone de la matrice de micro-miroirs (203).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites au moins une diode électroluminescente (201) émettent une lumière blanche.
  3. 3. Projecteur d’éclairage de véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comporte un module d’éclairage (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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