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EP1528312B1 - Module d'éclairage pour projecteur de véhicule - Google Patents

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Publication number
EP1528312B1
EP1528312B1 EP04292527.1A EP04292527A EP1528312B1 EP 1528312 B1 EP1528312 B1 EP 1528312B1 EP 04292527 A EP04292527 A EP 04292527A EP 1528312 B1 EP1528312 B1 EP 1528312B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reflector
cut
lighting module
light
rays
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04292527.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1528312A1 (fr
Inventor
Pierre Albou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of EP1528312A1 publication Critical patent/EP1528312A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1528312B1 publication Critical patent/EP1528312B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F21S43/30—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by reflectors
    • F21S43/31—Optical layout thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/663—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources
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    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a lighting module for a vehicle headlight providing a cut-off type lighting beam particularly suitable for use with light-emitting diodes.
  • cut-off lighting beam is meant a lighting beam which has a directional or cutoff limit above which the emitted light intensity is low.
  • the dipped beam and fog lamp functions are examples of cut-off light beams in accordance with current European legislation.
  • the cut is made by means of a cover, which is formed of a vertical plate of suitable profile, which is interposed axially between the elliptical reflector and the convergent lens, and which is arranged in the vicinity of second focus of the reflector.
  • the cache makes it possible to mask the light rays coming from the light source and reflected by the reflector towards the lower part of the focal plane of the convergent lens, and which would, in the absence of a cover, be emitted by the projector above the cut.
  • a disadvantage of this type of projector is that a significant portion of the light flux emitted by the source is dissipated in the rear face of the cache.
  • Another solution consists in producing a lighting module using a light source and a Fresnel optic or a reflector of the complex surface type. To create a cut, it is necessary to align the edges of the images of the light source on the measurement screen used to validate the regulation light beam.
  • the light source is a diode
  • the image of the virtual source corresponding to the diode is generally round is diffuse and it is much more complicated to make a clean cut by aligning the corresponding images of round shapes.
  • This difficulty can be overcome by using a diaphragm with the diode, but then a significant amount of the light energy produced by the diode is lost.
  • the emission indicators of the most efficient known diodes are complex and the production of a homogeneous beam is very difficult to obtain from the direct images of the diode.
  • the reflector comprises a horizontal flat surface, whose upper surface is reflecting, which defines vertically downwardly the reflection volume, and which has a cutoff edge which is arranged in the vicinity of the second focus of the reflector.
  • the convergent lens is a thick optical system, relatively difficult to manufacture, and of a significant weight.
  • the present invention aims at providing a lighting module for a vehicle headlamp producing a lighting beam of the cut-off type making it possible to achieve a clean cut, in particular by using a diode as a light source, as well as a beam of light. homogeneous lighting while offering less loss of luminous flux by avoiding the use of a cache.
  • the majority of the luminous flux emitted by the source is used in the light beam produced by the module.
  • the lighting module according to the invention makes it possible to achieve a clean cut, in particular with a diode, because it projects the image of the cutting edge at the front.
  • the shape of the cut-off in the lighting beam is thus determined by the profile of the cut-off edge.
  • Another advantage of the module according to the invention is that it exploits a property of the elliptical lighting modules which is to "mix" the images of the light source at the second focus of the first reflector, which improves the homogeneity of the beam. product lighting.
  • such a module has improved optical performance compared to a system using a lens; there are indeed fewer losses due to the non-unit reflection coefficient of the reflective surfaces of the second and third reflectors than by glass reflections in the lens.
  • the first reflector and its light source may be concealed behind one of said second or third reflectors so that the user looking at the output beam does not see the first reflector.
  • Such a solution allows for example to overcome the use of a mask to hide the first reflector and its light source.
  • the optical axes of said second and third reflectors coincide.
  • said first reflector is arranged behind said second reflector so that said first reflector is concealed by said second reflector
  • said second reflector and said third reflector have a focus arranged in the vicinity of said second focus of said first reflector.
  • said second reflector and / or said third reflector comprise a reflection surface of the light rays whose section in a plane is a parabola.
  • said second reflector and / or said third reflector are a type of reflector with a complex surface for reflecting light rays.
  • said light source is a light-emitting diode.
  • said cutting edge is a beveled edge defining an oblique surface, said oblique surface being determined so that said cutting edge does not intercept the rays reflected by said first reflector and passing beyond said second focus.
  • said second focus of said first reflector is in the center of the intersection line portion between said oblique surface and said reflective upper face of said folder.
  • said first and third reflectors are made in one piece and / or said second and fourth reflectors are made in one piece.
  • said second, third and fourth reflectors are made in one piece.
  • the lighting module comprises a fifth reflector receiving directly light rays from said first light source, the reflecting surface of said fifth reflector being such that it produces a third portion of the cut-off beam.
  • said first, third and fifth reflectors are made in one piece.
  • said first and fifth reflectors are made in one piece.
  • the reflecting surface of said unbroken reflector may be a substantially paraboloidal surface to which a reduction factor is applied in a direction perpendicular to the optical axis of said first reflector and to the optical axis of said sixth reflector.
  • said unbroken reflector may be a reflector of complex surface reflection type of light rays.
  • said cutoff edge is a beveled edge defining an oblique surface, said oblique surface being determined so that said cutting edge does not intercept the rays reflected by said first reflector and passing beyond said second focus, said oblique surface being reflective and receiving a portion of the light rays from said fifth reflector and said module comprises a sixth reflector receiving light rays from said oblique surface, said sixth reflector having a substantially paraboloidal surface of reflection of light rays with a fireplace arranged in the vicinity of said second focus of said first reflector.
  • said module comprises a seventh reflector directly receiving the light rays coming from said second light source and having a substantially paraboloidal surface for reflecting light rays.
  • said folder comprises a corrective surface of the field curvature located along said cutting edge and in the continuity of said upper face of said folder so that no ray coming from said first reflector and returned to said third reflector does not exceed said cut.
  • Said corrective surface may be a surface which absorbs light or a reflective surface inclined at a given angle with respect to the plane of said reflective upper face of said folder so that the rays coming from said first reflector and which would have been returned to above the cut in the absence of said corrective surface are entirely reflected in a direction opposite to the direction of said first cut-off lighting beam.
  • the first reflector consists of an ellipso-parabolic surface.
  • the second reflector and / or the third reflector is a parabolic cylinder.
  • the first collector reflector consists of an ellipso-parabolic surface, and / or that the third output reflector is a parabolic cylinder.
  • the figure 1 schematically represents a side view of a vehicle headlamp lighting module 1 according to a first embodiment of the invention.
  • the substantially elliptical reflecting surface 7 is made in the form of an angular sector substantially of revolution and which extends in the half-space above an axial plane perpendicular to the plane of the sheet and containing the optical axis A2. As a first approximation, the surface 7 is a half-ellipsoid.
  • the surface 7 may not be perfectly elliptical and have several specific profiles intended to optimize the light distribution in the light beam produced by the module 1. This implies that the first reflector 2 is not perfectly revolution .
  • the light source 6 is arranged substantially at the first focus F1 of the first reflector 2.
  • the light source 6 is a light-emitting diode which emits the majority of its light energy towards the reflecting inner surface of the substantially elliptical surface 7.
  • This diode 6 is for example a diode made of gallium nitride GaN with a phosphor for emitting white light.
  • the optical axis A1 is substantially parallel to the longitudinal axis of a vehicle not shown and equipped with the lighting module 1 and forms an angle equal to 90 ° with the optical axis A2.
  • the reflective surface 8 is of substantially paraboloidal shape, the axis of the parabola being the optical axis A1.
  • Y be the same direction and in the same direction as the optical axis A2, a direction Z identical and opposite to the optical axis A1 and a direction X so that the XYZ center mark F2 forms a direct reference.
  • the third reflector 4 is then substantially symmetrical to the second reflector 3 with respect to the plane (F2, X, Z). Note, however, that the symmetrical nature of the second and third reflectors 3 and 4 is optional.
  • the fourth reflector 5 also called a bender, is located between the second reflector 3 and the third reflector 4 and comprises at least one reflective upper face and a front end edge 11, said cutting edge.
  • the cutting edge 11 is arranged in the vicinity of the second focus F2 of the first reflector 2.
  • module 1 The operating principle of module 1 is as follows:
  • the light source 6 is arranged at the first focus F1 of the first reflector 2, the majority of the rays emitted by the source 6, after being reflected on the inner face 7, is returned to the second focus F2 or in the vicinity of the second focus F2. -this.
  • R1 is then reflected on the surface 9 of the third reflector 4 in a direction substantially parallel to the optical axis A1 of the third reflector 4.
  • the cutting edge 11 has a bevel 12 defining an oblique surface. This oblique surface 12 is determined so that the cutting edge 11 is not likely to intercept rays reflected by the first reflector 2 and passing beyond the second focus F2.
  • the reflective surface 10 allows to "fold" the images of the light source 6 which are reflected by the elliptical surface 7 of the first reflector 2 to the second focus F2.
  • the "fold” formed by this "folding" of images contributes to forming a clean cut in the illumination beam reflected by the second and third reflectors 3 and 4.
  • the first reflector 2 is located behind the second reflector 3 so that, when looking at the front module (facing the optical axis A1), we do not see the first reflector 2 and the light source 6; these are hidden by the second reflector and it is useless to provide a cache.
  • the second and third reflectors are perfectly symmetrical, so with the same optical axis A1; they may not be symmetrical and have different optical axes, the only condition being that their optical axes intersect at the second focus F2 of the first reflector and belong to the same plane (F2, X, Z).
  • rear face 13 of the folder 5 may be reflective for construction reasons but this reflecting part will not be used.
  • the figure 2 schematically represents a side view of a vehicle projector lighting module 100 according to a second embodiment of the invention.
  • This module 100 is identical to module 1 of the figure 1 with the difference that it further comprises a fifth reflector 14.
  • This fifth reflector has a reflecting surface 15 which receives light rays directly from the light source 6 and produces a beam of light rays below the horizontal cut. If the light source 6 was punctual and without surrounding optical device, the reflective surface 15 would be a paraboloidal surface with a focus located at the second focus F2 of the first reflector.
  • the light source 6 such as a light-emitting diode is not a point source and comprises a not shown chip of square or rectangular surface surrounded by a spherical plastic half-lens not shown and centered on the center of the chip. Therefore, the non-punctualities of the source and the lens must be taken into consideration for the construction of the reflecting surface 15.
  • a complex surface can be used to make the reflective surface.
  • one solution is to construct the reflective surface from a source considered as point and from the point 17 of the square of the chip closest to the fifth reflector 14.
  • the reflecting surface 15 is then constructed so that the radius R5 from point 17 is parallel to the optical axis A1.
  • the construction can be done by considering the spherical wave surface from point 17 which is then transformed into a non-spherical wave surface via its passage through the plastic half-lens. This non-spherical wave surface can be determined by the laws of Descartes.
  • the reflecting surface 15 is constructed so as to obtain a plane wave surface corresponding to a plane parallel to the optical axis A1 after reflection on the reflecting surface 15 of the non-spherical wave surface previously determined. Its equation is obtained by writing the constancy of the optical path along a ray coming from point 17 to a plane perpendicular to the optical axis (this plane can be chosen arbitrarily but must be identical for all the radii considered).
  • the other radii such as the radius R6 coming from the point 18 farther away from the surface 15 will give rise to a radius at below the cut after reflection on the surface 15.
  • This fifth reflector 14 makes it possible to significantly increase the intensity of the cut-off beam by recovering the light that would, in the absence of this fifth reflector 14, be lost towards the rear of the module 100.
  • first, third and fifth reflectors respectively 2, 4 and 14 can be made in one piece with a simple mold without drawer in a standard plastic material of the type PPS (Polysulfide of phenylene). It is the same for the second reflector 3 and the folder 5. In both cases, the reflective coating has to be deposited only on one side since there are reflecting optical surfaces on one side only .
  • PPS Polysulfide of phenylene
  • the fifth reflector can occupy a reduced space under the first reflector 2 and thus leave a free area 16 between said first and fifth reflectors in which an optical device can be inserted for the performance of an additional function such that the production of an unbroken beam such as daytime running lights or daytime running light (DRL).
  • an optical device such as daytime running lights or daytime running light (DRL).
  • the figure 3 schematically represents a side view of a vehicle projector lighting module 101 according to a third embodiment of the invention.
  • This unbroken reflector 18 has a substantially paraboloidal inner reflecting surface 19 with an optical axis coinciding with the optical axis A1 of the second and third reflectors 3 and 4 and a focus F3.
  • This focus F3 is positioned positively along the axis F2-Z and the light source 20 is arranged in the vicinity of said focus F3.
  • the reflective surface 19 of the unbroken reflector 18 was a true parabola, it would produce a substantially circular unbroken output beam.
  • the regulatory bodies require that the uninterrupted functions of the road or DRL type have a beam that is about twice as wide as it is high, ie the beam must spread twice as much along X than according to Y.
  • Another solution consists in producing a complex surface for the reflecting surface 19 by adding streaks on the surface as described in the documents FR2760068 and FR2760067 .
  • the figure 4 schematically represents a side view of a vehicle projector lighting module 102 according to a fourth embodiment of the invention.
  • the fifth reflector 21 is substantially symmetrical to the first reflector 2 with respect to the plane (F2, X, Z). Therefore, the first focus F4 of this fifth reflector 21 is symmetrical to the focus F1 of the first reflector 2 relative to the second focus F2 of the first reflector 2 and the second focus of the fifth reflector is coincident with the second reflector F2 of the first reflector 2 .
  • the second light source is substantially arranged in the vicinity of the first focus F4 of the fifth reflector
  • the reflecting surface 22 of the fifth reflector 21 is therefore substantially elliptical with an optical axis A3 directed in the direction opposite to the optical axis A2.
  • the bevel 12 of the folder is made reflective so that it can reflect a portion of the rays reflected on the reflecting surface 22 of the fifth reflector 21.
  • the sixth reflector 23 receives the light rays coming from the reflective bevel 12, said sixth reflector 23 having a surface substantially paraboloidal reflection of light rays with a focus disposed in the vicinity of the second focus F2 of the first reflector 2.
  • the seventh reflector 25 has a substantially paraboloidal reflecting surface 26 which produces a beam of light rays above and below the horizontal cut.
  • the reflecting surface 26 has a focus located at the second focus F2 of the first reflector and is arranged to directly receive light from the second source 27 and which is not reflected on the surface 22 of the fifth reflector 21.
  • module 102 The operating principle of module 102 is as follows:
  • the second light source 27 is arranged at the first focus F4 of the fifth reflector 21, the majority of the rays emitted by the source 27, after being reflected on the internal face 22, is returned to the second focus F2 or in the vicinity of this one. This is the case of the radius R7 which passes along the cutting edge 11. R7 is then reflected on the surface 8 of the second reflector 3 in a direction substantially parallel to the optical axis A1 of the second reflector 3.
  • the R10-type rays which are not intercepted by the surface 22 of the fifth reflector are emitted towards the surface 26 of the seventh reflector 25 and then transmitted in a beam above and below the cut.
  • the radius R10 shown as reflecting at the center of the surface 26 is exactly on the cut. However, it is conceivable to construct the surface 26 so that it produces a cut-off beam. This construction would be for example identical to the construction of the reflector 14 of the figure 2 by inverting the beams.
  • another arrangement consists in turning the sixth and seventh reflectors 23 and 25 by a positive angle (1 ° in our embodiment) around, respectively, the axis X of the reference and a parallel axis passing by the second light source 27, so as to provide an overlap between the complementary beam and the main beam (the maximum intensity of the sum is then higher and there is more risk of creating a line of contrast between the two beams).
  • the figure 5 represents a curve 200 of an isophot of the illumination module 102 as represented in FIG. figure 1 with a straight cut edge along the X axis.
  • Curve 200 shows that a portion having two vanes 201 and 202 of the illumination beam is above the directional limit or cutoff separating the illuminated surface into two zones I (unbroken) and II (above the cutoff ).
  • fins 201 and 202 in zone II are due to the absence of field curvature correction in particular after reflection on the third reflector 4.
  • all the rays arriving on the reflecting surface 9 and passing along the cutting edge 11 should start again horizontally.
  • the image projected by the paraboloid 9 is never so clear for points located on either side of the focus F2 according to the X direction and slightly offset on the Z axis. The image of these points is found above the cut and explains the presence of the fins 201 and 202.
  • One solution is to prevent the light from passing through the points likely to provide a beam above the horizontal.
  • Such a surface determined by standard software simulation means is then contiguous to the cutting edge 11 and has substantially the shape of the hatched portion under the fins 201 and 202 in the plane (F2, X, Z).
  • the figure 6 represents a reflective corrective surface 400 of field curvature used in a module as shown in FIG. figure 1 .
  • the figure 7 represents an isophote curve 300 of an illumination module as represented in FIG. figure 4 with a cut edge corrected with the surface 400 in the plane P as shown in FIG. figure 6 .
  • Curve 300 shows that the entire illumination beam is below the directional or cutoff limit, i.e. in zone I.
  • the invention therefore consists in using a rectilinear cutoff edge 11 and in forming the image at infinity with the aid of the second and third reflectors 3 and 4, these being constituted by parabolic cylinders, it is to say surfaces such as 8 or 9 on the figure 1 , generated by a line segment perpendicular to the plane of this figure and based on the parabola 8 or 9.
  • the first reflector 2 must therefore be a surface transforming the spherical wave emitted by the light source 6 into a cylindrical wave, whose generator is parallel to the cutoff edge 11.
  • the beam emitted by such a lighting module has the isophote curve 400 represented on the figure 8 .
  • Curve 400 shows that the totality of the illumination beam emitted by the lighting module which has just been described is below the directional limit or cutoff, i.e. in zone I.
  • Such a design makes it possible to design a second variant of the lighting module according to the present invention, more particularly represented on the figure 9 .
  • the first and third reflectors are such as those just described, the second reflector is removed, and the folding reflector is arranged so that its reflective face includes the axis optical A2 of the first reflector collector 2.
  • the light source 6 is arranged at the first focus F1 of the first collector reflector 2, most of the rays emitted by the source 6, after being reflected on the internal face 7, are sent back to the second focus F2 or in the vicinity of this one.
  • the cutting edge 11 has a bevel 12 defining an oblique surface. This oblique surface 12 is determined so that the cutting edge 11 is not likely to intercept rays reflected by the first reflector 2 and passing beyond the second focus F2.
  • R2 will then reflect again on the paraboloidal surface 9 of the output reflector 4 and this reflection will be downward in the plane of the figure 9 .
  • the radius R2 is thus emitted under the cut-off in the lighting beam.
  • the reflective surface 10 allows to "fold" the images of the light source 6 which are reflected by the elliptical surface 7 of the first reflector 2 to the second focus F2.
  • the "fold” formed by this "folding" of images contributes to forming a clean cut in the light beam reflected by the output reflector 4.
  • the first collector reflector 2 can extend up to the optical axis A1 of the output reflector 4, as shown on FIG. figure 9 .

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Description

  • La présente invention concerne un module d'éclairage pour projecteur de véhicule réalisant un faisceau d'éclairage du type à coupure particulièrement adapté à une utilisation avec des diodes électroluminescentes.
  • On entend par faisceau d'éclairage à coupure un faisceau d'éclairage qui comporte une limite directionnelle ou coupure, au-dessus de laquelle l'intensité lumineuse émise est faible.
  • Les fonctions de feux de croisement et de feux antibrouillards sont des exemples de faisceaux d'éclairage à coupure, conformément à la législation européenne en vigueur.
  • Généralement, dans un projecteur elliptique, la coupure est réalisée au moyen d'un cache, qui est formé d'une plaque verticale de profil adapté, qui est interposé axialement entre le réflecteur elliptique et la lentille convergente, et qui est agencé au voisinage du second foyer du réflecteur.
  • Le cache permet d'occulter les rayons lumineux issus de la source lumineuse et réfléchis par le réflecteur vers la partie inférieure du plan focal de la lentille convergente, et qui seraient, en l'absence de cache, émis par le projecteur au-dessus de la coupure.
  • Toutefois, une telle solution présente certaines difficultés.
  • Ainsi, un inconvénient de ce type de projecteur est qu'une partie significative du flux lumineux émis par la source se dissipe dans la face arrière du cache.
  • Une autre solution consiste à réaliser un module d'éclairage utilisant une source lumineuse et une optique de Fresnel ou un réflecteur du type à surface complexe. Pour créer une coupure, il est nécessaire d'aligner les bords des images de la source lumineuse sur l'écran de mesure servant à valider le faisceau d'éclairage réglementaire.
  • Cette solution pose également certains problèmes.
  • Ainsi, lorsque la source lumineuse est une diode, il est très difficile de réaliser une coupure nette. En effet, l'image de la source virtuelle correspondant à la diode est généralement ronde est diffuse et il est beaucoup plus compliqué de réaliser une coupure nette en alignant les images correspondantes de formes rondes.
  • Cette difficulté peut être surmontée en utilisant un diaphragme avec la diode, mais on perd alors une quantité importante de l'énergie lumineuse produite par la diode.
  • En outre, les indicatrices d'émission des diodes connues les plus performantes sont complexes et la réalisation d'un faisceau homogène est très difficile à obtenir à partir des images directes de la diode.
  • On connaît du document EP-A-1 357 334 un module d'éclairage réalisant un faisceau d'éclairage à coupure, comportant, agencés d'arrière en avant suivant un axe optique horizontal :
    • un réflecteur elliptique qui délimite un volume de réflexion et qui comporte une surface elliptique de réflexion;
    • au moins une source lumineuse qui est agencée au voisinage d'un premier foyer du réflecteur, et
    • une lentille convergente dont le plan focal est agencé au voisinage du second foyer du réflecteur.
  • Dans ce module, le réflecteur comporte une surface plane horizontale, dont la face supérieure est réfléchissante, qui délimite verticalement vers le bas le volume de réflexion, et qui comporte un bord de coupure qui est agencé au voisinage du second foyer du réflecteur.
  • La lentille convergente constitue un système optique épais, relativement difficile à fabriquer, et d'un poids non négligeable.
  • La présente invention vise à fournir un module d'éclairage pour projecteur de véhicule réalisant un faisceau d'éclairage du type à coupure permettant de réaliser une coupure nette, notamment en utilisant une diode en tant que source lumineuse, ainsi qu'un faisceau d'éclairage homogène tout en offrant moins de perte de flux lumineux en s'affranchissant de l'utilisation d'un cache.
  • La présente invention propose à cet effet un module d'éclairage pour projecteur de véhicule réalisant un faisceau d'éclairage du type à coupure comportant :
    • un premier réflecteur comportant une surface de réflexion des rayons lumineux, dont la coupe dans un plan est une ellipse
    • au moins une source lumineuse agencée au voisinage du premier foyer dudit premier réflecteur,
    • caractérisé en ce que ledit module comporte :
      • un deuxième réflecteur produisant une première partie du faisceau à coupure et ayant un axe optique passant par le second foyer dudit premier réflecteur,
      • un troisième réflecteur produisant une deuxième partie du faisceau à coupure et ayant un axe optique passant par le second foyer dudit premier réflecteur,
      • un quatrième réflecteur, dit plieuse, agencé entre ledit deuxième réflecteur et ledit troisième réflecteur et comportant :
      • un bord, dit bord de coupure, agencé au voisinage dudit second foyer dudit premier réflecteur de manière à former la coupure dans le faisceau d'éclairage,
      • une face supérieure réfléchissante incluant lesdits axes optiques respectifs desdits deuxième et troisième réflecteur.
  • Grâce à l'invention, la majorité du flux lumineux émis par la source est utilisé dans le faisceau lumineux produit par le module.
  • De plus, le module d'éclairage selon l'invention permet de réaliser une coupure nette, notamment avec une diode, car il projette à l'avant l'image du bord de coupure. La forme de la coupure dans le faisceau d'éclairage est donc déterminée par le profil du bord de coupure.
  • Un autre avantage du module selon l'invention est qu'il exploite une propriété des modules d'éclairage elliptiques qui est de « mélanger » les images de la source lumineuse au second foyer du premier réflecteur, ce qui améliore l'homogénéité du faisceau d'éclairage produit.
  • En outre, un tel module présente des performances optiques améliorées par rapport à un système utilisant une lentille ; il y a en effet moins de pertes dues au coefficient de réflexion non unitaire des surfaces réfléchissantes des deuxième et troisième réflecteurs que par réflexions vitreuses dans la lentille.
  • Enfin, selon la configuration de l'invention, le premier réflecteur et sa source lumineuse peuvent être dissimulés derrière l'un desdits deuxième ou troisième réflecteur de sorte que l'utilisateur regardant le faisceau de sortie ne voit pas le premier réflecteur. Une telle solution permet par exemple de s'affranchir de l'utilisation d'un masque visant à cacher le premier réflecteur et sa source lumineuse.
  • Avantageusement, les axes optiques desdits deuxième et troisième réflecteurs sont confondus.
  • De manière avantageuse, ledit premier réflecteur est agencé à l'arrière dudit deuxième réflecteur de sorte que ledit premier réflecteur est dissimulé par ledit deuxième réflecteur
  • Avantageusement, ledit deuxième réflecteur et ledit troisième réflecteur ont un foyer agencé au voisinage dudit second foyer dudit premier réflecteur.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, ledit deuxième réflecteur et/ou ledit troisième réflecteur comportent une surface de réflexion des rayons lumineux dont la coupe dans un plan est une parabole.
  • Selon un autre mode de réalisation avantageux, ledit deuxième réflecteur et/ou ledit troisième réflecteur sont un réflecteur de type à surface complexe de réflexion des rayons lumineux.
  • De manière particulièrement avantageuse, ladite source lumineuse est une diode électroluminescente.
  • De manière particulièrement avantageuse, ledit bord de coupure est un bord biseauté définissant une surface oblique, ladite surface oblique étant déterminée de sorte que ledit bord de coupure n'intercepte pas les rayons réfléchis par ledit premier réflecteur et passant au-delà dudit second foyer.
  • Avantageusement, ledit second foyer dudit premier réflecteur se trouve au centre de la portion de ligne intersection entre ladite surface oblique et ladite face supérieure réfléchissante de ladite plieuse.
  • Avantageusement, selon une première solution, lesdits premier et troisième réflecteurs sont réalisés d'une seule pièce et/ou lesdits deuxième et quatrième réflecteurs sont réalisés d'une seule pièce.
  • Avantageusement, selon une deuxième solution, lesdits deuxième, troisième et quatrième réflecteur sont réalisés d'une seule pièce.
  • Selon un mode de réalisation très avantageux, le module d'éclairage comporte un cinquième réflecteur recevant directement des rayons lumineux issus de ladite première source lumineuse, la surface réfléchissante dudit cinquième réflecteur étant telle qu'elle produit une troisième partie du faisceau à coupure.
  • Avantageusement, selon une première solution, lesdits premier, troisième et cinquième réflecteurs sont réalisés d'une seule pièce.
  • Avantageusement, selon une deuxième solution, lesdits premier et cinquième réflecteurs sont réalisés d'une seule pièce.
  • De manière avantageuse, le module d'éclairage réalise un deuxième faisceau d'éclairage sans coupure et comporte :
    • un réflecteur dit sans coupure produisant ledit deuxième faisceau d'éclairage sans coupure et ayant un axe optique passant par le second foyer dudit premier réflecteur et perpendiculaire à l'axe optique dudit premier réflecteur,
    • une deuxième source lumineuse agencée au voisinage du foyer dudit réflecteur sans coupure.
  • Selon ce dernier mode de réalisation, la surface réfléchissante dudit réflecteur sans coupure peut être une surface sensiblement paraboloïdale à laquelle on applique un facteur de réduction suivant une direction perpendiculaire à l'axe optique dudit premier réflecteur et à l'axe optique dudit sixième réflecteur.
  • Selon ce dernier mode de réalisation, ledit réflecteur sans coupure peut être un réflecteur de type à surface complexe de réflexion des rayons lumineux.
  • Selon un autre mode de réalisation, le module d'éclairage comporte :
    • un cinquième réflecteur symétrique dudit premier réflecteur par rapport au plan de la face supérieure réfléchissante de ladite plieuse,
    • une deuxième source lumineuse agencée au voisinage du premier foyer dudit cinquième réflecteur.
  • Avantageusement, selon ce dernier mode de réalisation, ledit bord de coupure est un bord biseauté définissant une surface oblique, ladite surface oblique étant déterminée de sorte que ledit bord de coupure n'intercepte pas les rayons réfléchis par ledit premier réflecteur et passant au-delà dudit second foyer, ladite surface oblique étant réfléchissante et recevant une partie des rayons lumineux issus dudit cinquième réflecteur et ledit module comporte un sixième réflecteur recevant les rayons lumineux issus de ladite surface oblique, ledit sixième réflecteur ayant une surface sensiblement paraboloïdale de réflexion des rayons lumineux avec un foyer agencé au voisinage dudit second foyer dudit premier réflecteur.
  • Avantageusement, selon ce dernier mode de réalisation, ledit module comporte un septième réflecteur recevant directement les rayons lumineux issus de ladite deuxième source lumineuse et ayant une surface sensiblement paraboloïdale de réflexion des rayons lumineux.
  • De manière particulièrement avantageuse, ladite plieuse comporte une surface correctrice de la courbure de champ située le long dudit bord de coupure et dans la continuité de ladite face supérieure de ladite plieuse de sorte qu'aucun rayon issu dudit premier réflecteur et renvoyé vers ledit troisième réflecteur ne dépasse ladite coupure.
  • Ladite surface correctrice peut être une surface qui absorbe la lumière ou une surface réfléchissante et inclinée d'un angle déterminé par rapport au plan de ladite face supérieure réfléchissante de ladite plieuse de sorte que les rayons issus dudit premier réflecteur et qui auraient été renvoyés au-dessus de la coupure en l'absence de ladite surface correctrice soient entièrement réfléchis dans une direction opposée à la direction dudit premier faisceau d'éclairage à coupure.
  • En variante, le premier réflecteur est constitué d'une surface ellipso-parabolique. Dans ce cas, il est avantageux de prévoir que le deuxième réflecteur et/ou le troisième réflecteur soit un cylindre parabolique.
  • Selon encore une variante,
    • le premier réflecteur collecteur comporte une surface de réflexion des rayons lumineux dont la coupe dans un plan est une ellipse,
    • au moins une première source lumineuse est agencée au voisinage du premier foyer dudit réflecteur,
    ledit module comportant :
    • un réflecteur de sortie produisant un faisceau à coupure et ayant un axe optique passant par le second foyer dudit premier réflecteur et perpendiculaire à l'axe optique dudit premier réflecteur,
    • un réflecteur dit plieuse, agencé entre ledit premier réflecteur collecteur et ledit réflecteur de sortie comportant :
      • un bord, dit bord de coupure, agencé au voisinage dudit second foyer dudit premier réflecteur de manière à former la coupure dans le faisceau d'éclairage,
      • une face supérieure réfléchissante incluant ledit axe optique du premier réflecteur collecteur.
    • la source lumineuse émettant la majorité de son énergie lumineuse dans la direction opposée à celle de l'émission du faisceau d'éclairage du type à coupure.
  • Il est alors avantageux de prévoir que le premier réflecteur collecteur soit constitué d'une surface ellipso-parabolique, et/ou que le troisième réflecteur de sortie soit un cylindre parabolique.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatif.
  • Dans les figures suivantes :
    • La figure 1 représente schématiquement une vue de coté d'un module d'éclairement selon un premier mode de réalisation de l'invention illustrant le trajet des rayons lumineux,
    • La figure 2 représente schématiquement une vue de coté d'un module d'éclairement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention et illustrant le trajet de certains rayons lumineux,
    • La figure 3 représente schématiquement une vue de coté d'un module d'éclairement selon un troisième mode de réalisation de l'invention,
    • La figure 4 représente schématiquement une vue de coté d'un module d'éclairement selon un quatrième mode de réalisation de l'invention,
    • La figure 5 représente une courbe d'isophote d'un module d'éclairement tel que représenté en figure 1 avec un bord de coupure sans correction de courbure de champ,
    • La figure 6 représente une surface correctrice de courbure de champ utilisé dans un module tel que représenté en figure 1,
    • La figure 7 représente une courbe d'isophote d'un module d'éclairement tel que représenté en figure 1 avec un bord de coupure corrigé avec la surface représentée en figure 6,
    • La figure 8 représente une courbe d'isophote d'une variante de module d'éclairement tel que représenté en figure 1 avec des surfaces réfléchissantes modifiées.
    • La figure 9 représente une variante du mode de réalisation de la figure 1.
  • Dans toutes les figures, les éléments communs portent les mêmes numéros de référence.
  • La figure 1 représente schématiquement une vue de coté d'un module 1 d'éclairage pour projecteur de véhicule selon un premier mode de réalisation de l'invention.
  • Le module 1 comporte :
    • un premier réflecteur 2,
    • un deuxième réflecteur 3,
    • un troisième réflecteur 4,
    • un quatrième réflecteur 5,
    • une source lumineuse 6.
  • Le premier réflecteur 2 est un réflecteur du type elliptique possédant :
    • deux foyers F1 et F2,
    • un axe optique A2,
    • une surface réfléchissante 7 sensiblement elliptique.
  • La surface réfléchissante sensiblement elliptique 7 est réalisée sous la forme d'un secteur angulaire de pièce sensiblement de révolution et qui s'étend dans le demi-espace situé au-dessus d'un plan axial perpendiculaire au plan de la feuille et contenant l'axe optique A2. En première approximation, la surface 7 est un demi-ellipsoïde.
  • On peut cependant noter que la surface 7 peut ne pas être parfaitement elliptique et avoir plusieurs profils spécifiques prévus pour optimiser la répartition lumineuse dans le faisceau d'éclairage produit par le module 1. Ceci implique que le premier réflecteur 2 ne soit pas parfaitement de révolution.
  • La source lumineuse 6 se trouve agencée sensiblement au premier foyer F1 du premier réflecteur 2.
  • Avantageusement, la source lumineuse 6 est une diode électroluminescente qui émet la majorité de son énergie lumineuse vers la face interne réfléchissante de la surface sensiblement elliptique 7.
  • Cette diode 6 est par exemple une diode réalisée en nitrure de gallium GaN avec un phosphore permettant d'émettre de la lumière blanche.
  • Le deuxième réflecteur 3 comporte :
    • un foyer sensiblement confondu avec le second foyer F2 du premier réflecteur 2,
    • un axe optique A1,
    • une surface réfléchissante 8.
  • L'axe optique A1 est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal d'un véhicule non représenté et équipé du module d'éclairage 1 et forme un angle égal à 90° avec l'axe optique A2.
  • La surface réfléchissante 8 est de forme sensiblement paraboloïdale, l'axe de la parabole étant l'axe optique A1.
  • Le troisième réflecteur 4 comporte :
    • un foyer sensiblement confondu avec le second foyer F2 du premier réflecteur 2,
    • un axe optique A1 identique à celui du deuxième réflecteur 3,
    • une surface réfléchissante 9.
  • Soit une direction Y identique et de même sens que l'axe optique A2, une direction Z identique et de sens opposé à l'axe optique A1 et une direction X de sorte que le repère XYZ de centre F2 forme un repère direct.
  • Le troisième réflecteur 4 est alors sensiblement le symétrique du deuxième réflecteur 3 par rapport au plan (F2, X, Z). Notons cependant que le caractère symétrique des deuxième et troisième réflecteurs 3 et 4 est facultatif.
  • Le quatrième réflecteur 5, encore appelé plieuse, se situe entre le deuxième réflecteur 3 et le troisième réflecteur 4 et comporte au moins une face supérieure 10 réfléchissante et un bord d'extrémité avant 11, dit bord de coupure.
  • Le bord de coupure 11 est agencé au voisinage du second foyer F2 du premier réflecteur 2.
  • Le principe de fonctionnement du module 1 est le suivant :
  • Nous considérerons pour cela trois rayons lumineux R1, R2 et R3 issus de la source lumineuse 6.
  • Comme la source lumineuse 6 est agencée au premier foyer F1 du premier réflecteur 2, la majeure partie des rayons émis par la source 6, après s'être réfléchie sur la face interne 7, est renvoyée vers le second foyer F2 ou au voisinage de celui-ci. C'est le cas du rayon R1 qui passe le long du bord de coupure 11. R1 se réfléchit ensuite sur la surface 9 du troisième réflecteur 4 selon une direction sensiblement parallèle à l'axe optique A1 du troisième réflecteur 4. Notons ici que le bord de coupure 11 comporte un biseau 12 définissant une surface oblique. Cette surface oblique 12 est déterminée de sorte que le bord de coupure 11 ne risque pas d'intercepter des rayons réfléchis par le premier réflecteur 2 et passant au-delà du second foyer F2.
  • D'autres rayons peuvent, après s'être réfléchi sur la face interne 7, se réfléchir sur la surface 10 de la plieuse 5 ; c'est le cas de R2. R2 va ensuite se réfléchir à nouveau sur la surface 8 paraboloïdale du deuxième réflecteur 3 et cette réflexion se fera vers le bas dans le plan de la figure 1. Le rayon R2 est donc émis sous la coupure dans le faisceau d'éclairage. Sans la réflexion de R2 sur la surface 10, le rayon R2 se serait réfléchi sur la surface 9 du troisième réflecteur 4 et aurait été inacceptable (car au-dessus de la coupure).
  • D'autres rayons, du type de R3, peuvent passer au-delà du bord 11. Dans un tel cas, le rayon R3 se réfléchit ensuite sur la surface 9 du troisième réflecteur 4 et est également réémis sous la coupure dans le faisceau d'éclairage.
  • La surface réfléchissante 10 permet de « replier » les images de la source lumineuse 6 qui sont réfléchies par la surface elliptique 7 du premier réflecteur 2 au second foyer F2.
  • Le « pli » formé par ce « repliement » d'images contribue à former une coupure nette dans le faisceau d'éclairage réfléchi par les deuxième et troisième réflecteurs 3 et 4.
  • Le premier réflecteur 2 est situé derrière le deuxième réflecteur 3 de sorte que, lorsqu'on regarde le module de face (face à l'axe optique A1), on ne voit pas le premier réflecteur 2 ainsi que la source lumineuse 6 ; ces derniers sont dissimulés par le deuxième réflecteur et il est inutile de prévoir un cache.
  • Notons que nous avons considéré que les deuxième et troisième réflecteurs sont parfaitement symétriques, donc avec un même axe optique A1 ; ils peuvent ne pas être symétriques et avoir des axes optiques différents, la seule condition étant que leurs axes optiques se coupent au deuxième foyer F2 du premier réflecteur et appartiennent au même plan (F2, X, Z).
  • Notons également que la face arrière 13 de la plieuse 5 peut être réfléchissante pour des raisons de constructions mais cette partie réfléchissante ne sera pas utilisée.
  • La figure 2 représente schématiquement une vue de coté d'un module 100 d'éclairage pour projecteur de véhicule selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • Ce module 100 est identique au module 1 de la figure 1 à la différence qu'il comporte en outre un cinquième réflecteur 14.
  • Ce cinquième réflecteur comporte une surface réfléchissante 15 qui reçoit des rayons lumineux directement de la source de lumière 6 et produit un faisceau de rayons lumineux au-dessous de la coupure horizontale. Si la source de lumière 6 était ponctuelle et sans dispositif optique l'entourant, la surface réfléchissante 15 serait une surface paraboloïdale avec un foyer situé au second foyer F2 du premier réflecteur.
  • Dans la pratique, la source de lumière 6 telle qu'une diode électroluminescente n'est pas une source ponctuelle et comporte une puce non représentée de surface carrée ou rectangulaire entourée d'une demi-lentille sphérique en plastique non représentée et centrée sur le centre de la puce. Dès lors, les non ponctualités de la source et la lentille doivent être prises en considération pour la construction de la surface réfléchissante 15.
  • Sans lentille mais avec seulement une source non ponctuelle, une surface complexe peut être utilisée pour réaliser la surface réfléchissante.
  • Lorsque la source est non seulement non ponctuelle mais comporte également une lentille sphérique, une solution consiste à construire la surface réfléchissante à partir d'une source considérée comme ponctuelle et provenant du point 17 du carré de la puce le plus proche du cinquième réflecteur 14.
  • La surface réfléchissante 15 est alors construite pour que le rayon R5 issu du point 17 soit parallèle à l'axe optique A1. La construction peut se faire en considérant la surface d'onde sphérique issue du point 17 qui est ensuite transformée en une surface d'onde non sphérique via son passage par la demi-lentille en plastique. Cette surface d'onde non sphérique peut être déterminée par les lois de Descartes. On construit la surface réfléchissante 15 de façon à obtenir une surface d'onde plane correspondant à un plan parallèle à l'axe optique A1 après réflexion sur la surface réfléchissante 15 de la surface d'onde non sphérique précédemment déterminée. Son équation est obtenue en écrivant la constance du chemin optique le long d'un rayon issu du point 17 à un plan perpendiculaire à l'axe optique (ce plan peut être choisi arbitrairement mais doit être identique pour tous les rayons considérés).
  • Une fois la surface réfléchissante 15 déterminée, étant donné que le point 17 est le point le plus proche de cette surface 15, les autres rayons tels que le rayon R6 provenant du point 18 plus éloigné de la surface 15 va donner lieu à un rayon au-dessous de la coupure après réflexion sur la surface 15.
  • Ce cinquième réflecteur 14 permet d'augmenter notablement l'intensité du faisceau à coupure en récupérant la lumière qui serait, en l'absence de ce cinquième réflecteur 14, perdue vers l'arrière du module 100.
  • Notons que les premier, troisième et cinquième réflecteurs respectivement 2, 4 et 14 peuvent être réalisés en une seule pièce avec un moule simple sans tiroir dans un matériau plastique standard du type PPS (Polysulfure de phenylene). Il en est de même pour le deuxième réflecteur 3 et la plieuse 5. Dans les deux cas, le revêtement réfléchissant n'a à être déposé que sur une seule face puisqu'il n'y a des surfaces optiques réfléchissantes que d'un coté.
  • Notons également que le cinquième réflecteur peut occuper une place réduite sous le premier réflecteur 2 et laisser ainsi une zone libre 16 entre lesdits premier et cinquième réflecteurs dans laquelle peut être inséré un dispositif optique pour la réalisation d'une fonction additionnelle telle que la réalisation d'un faisceau sans coupure du type feux de jour ou feux de circulation diurne DRL (Daytime Running Light en anglais).
  • La figure 3 représente schématiquement une vue de coté d'un module 101 d'éclairage pour projecteur de véhicule selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
  • Ce module 101 est identique au module 1 de la figure 1 à la différence qu'il comporte en outre :
    • un réflecteur 18 dit sans coupure,
    • une deuxième source de lumière 20.
  • Ce réflecteur 18 sans coupure comporte une surface réfléchissante intérieure 19 sensiblement paraboloïdale avec un axe optique confondu avec l'axe optique A1 des deuxième et troisième réflecteur 3 et 4 et un foyer F3.
  • Ce foyer F3 est positionné positivement suivant l'axe F2-Z et la source du lumière 20 est agencé au voisinage dudit foyer F3.
  • Si la surface réfléchissante 19 du réflecteur sans coupure 18 était une véritable parabole, elle produirait un faisceau de sortie sans coupure sensiblement circulaire. Or les organismes de réglementation imposent pour les fonctions sans coupure du type route ou DRL d'avoir un faisceau qui est environ deux fois plus large que haut, i.e. le faisceau doit s'étaler deux fois plus suivant X que suivant Y.
  • Dès lors, si l'on souhaite ajouter une seconde fonction du type sans coupure au module 101 qui soit conforme aux normes réglementaires, il est nécessaire d'adapter la surface réfléchissante 19.
  • Une première solution consiste à appliquer un facteur de réduction adapté suivant X au paraboloïde 19. Cette transformation peut être réalisée de façon connue par des logiciels d'optimisation optique du type CODE V.
  • Une autre solution consiste à réaliser une surface complexe pour la surface réfléchissante 19 en ajoutant des stries sur la surface tels que décrits dans les documents FR2760068 et FR2760067 .
  • La figure 4 représente schématiquement une vue de coté d'un module 102 d'éclairage pour projecteur de véhicule selon un quatrième mode de réalisation de l'invention.
  • Ce module 102 est identique au module 1 de la figure 1 à la différence qu'il comporte en outre :
    • un cinquième réflecteur 21,
    • une deuxième source de lumière 27,
    • un sixième réflecteur 23,
    • un septième réflecteur 25.
  • Le cinquième réflecteur 21 est sensiblement le symétrique du premier réflecteur 2 par rapport au plan (F2, X, Z). Dès lors, le premier foyer F4 de ce cinquième réflecteur 21 est le symétrique du foyer F1 du premier réflecteur 2 par rapport au second foyer F2 du premier réflecteur 2 et le second foyer du cinquième réflecteur est confondu avec le second réflecteur F2 du premier réflecteur 2.
  • La deuxième source de lumière est sensiblement agencée au voisinage du premier foyer F4 du cinquième réflecteur
  • La surface réfléchissante 22 du cinquième réflecteur 21 est donc sensiblement elliptique avec un axe optique A3 dirigé suivant le sens opposé à l'axe optique A2.
  • Le biseau 12 de la plieuse est rendu réfléchissant de sorte qu'il puisse réfléchir une partie des rayons réfléchis sur la surface réfléchissante 22 du cinquième réflecteur 21.
  • Le sixième réflecteur 23 reçoit les rayons lumineux issus du biseau 12 réfléchissant, ledit sixième réflecteur 23 ayant une surface sensiblement paraboloïdale de réflexion des rayons lumineux avec un foyer agencé au voisinage du second foyer F2 du premier réflecteur 2.
  • Le septième réflecteur 25 comporte une surface réfléchissante 26 sensiblement paraboloïdale qui produit un faisceau de rayons lumineux au-dessus et au-dessous de la coupure horizontale. La surface réfléchissante 26 a un foyer situé au second foyer F2 du premier réflecteur et est agencée de façon à recevoir directement la lumière issue de la deuxième source 27 et qui ne se réfléchit pas sur la surface 22 du cinquième réflecteur 21.
  • Le principe de fonctionnement du module 102 est le suivant :
  • Nous considérerons pour cela quatre rayons lumineux R7, R8, R9 et R10 issus de la seconde source lumineuse 27.
  • Comme la seconde source lumineuse 27 est agencée au premier foyer F4 du cinquième réflecteur 21, la majeure partie des rayons émis par la source 27, après s'être réfléchie sur la face interne 22, est renvoyée vers le second foyer F2 ou au voisinage de celui-ci. C'est le cas du rayon R7 qui passe le long du bord de coupure 11. R7 se réfléchit ensuite sur la surface 8 du deuxième réflecteur 3 selon une direction sensiblement parallèle à l'axe optique A1 du deuxième réflecteur 3.
  • D'autres rayons peuvent, après s'être réfléchi sur la face interne 22, se réfléchir sur le biseau réfléchissant 12 de la plieuse 5 ; c'est le cas de R9. R9 va ensuite se réfléchir à nouveau sur la surface 24 paraboloïdale du sixième réflecteur 23 et cette réflexion se fera vers le haut dans le plan de la figure. Le rayon R9 est donc émis au-dessus de la coupure dans le faisceau d'éclairage. Ceci est du au fait que le rayon R9 provient d'un point situé au-dessous du bord de coupure 11.
  • D'autres rayons, du type de R8, peuvent passer au-delà du bord 11. Dans un tel cas, le rayon R8 se réfléchit ensuite sur la surface 8 du deuxième réflecteur 3 et est également ré-émis au-dessus de la coupure dans le faisceau d'éclairage.
  • Enfin, les rayons du type R10 qui ne sont pas interceptés par la surface 22 du cinquième réflecteur sont émis vers la surface 26 du septième réflecteur 25 puis transmis selon un faisceau au-dessus et au-dessous de la coupure. Le rayon R10 représenté comme se réfléchissant au centre de la surface 26 est exactement sur la coupure. Il est cependant envisageable de construire la surface 26 de façon à ce qu'elle produise un faisceau à coupure. Cette construction se ferait par exemple de façon identique à la construction du réflecteur 14 de la figure 2 en inversant les faisceaux.
  • Notons ici que si les deux sources lumineuses 6 et 27 sont allumées en même temps on obtient un faisceau de sortie du type feux de route ou DRL ; lorsque la première source 6 est seule allumée, on a toujours un faisceau à coupure du type feux de croisement ou feux antibrouillards. Le module 102 permet donc de créer un faisceau complémentaire en ajoutant de la lumière au-dessus de la ligne de coupure du faisceau principal.
  • Notons également qu'un autre arrangement consiste à faire tourner les sixième et septième réflecteur 23 et 25 d'un angle positif (1 ° dans notre réalisation) autour, respectivement, de l'axe des X du repère et d'un axe parallèle passant par la seconde source lumineuse 27, de manière à ménager un recouvrement entre le faisceau complémentaire et le faisceau principal (le maximum d'intensité de la somme est alors plus élevé et il n'y a plus de risque de créer une ligne de contraste entre les deux faisceaux).
  • La figure 5 représente une courbe 200 d'un isophote du module d'éclairement 102 tel que représenté en figure 1 avec un bord de coupure droit suivant l'axe des X.
  • La courbe 200 montre qu'une partie comportant deux ailettes 201 et 202 du faisceau d'éclairage est au-dessus de la limite directionnelle ou coupure séparant la surface éclairée en deux zones I (sans coupure) et II (au-dessus de la coupure).
  • La présence des ailettes 201 et 202 dans la zone II est due à l'absence de correction de courbure de champ notamment après réflexion sur le troisième réflecteur 4. Ainsi, en théorie, l'ensemble des rayons arrivant sur la surface réfléchissante 9 et passant le long du bord de coupure 11 devraient repartir horizontalement. Dans la pratique, en dehors de l'approximation paraxiale, l'image projetée par le paraboloïde 9 n'est jamais aussi nette pour des points situés de part et d'autre du foyer F2 selon la direction X et légèrement décalés sur l'axe des Z. L'image de ces points se retrouve au-dessus de la coupure et explique la présence des ailettes 201 et 202.
  • Dès lors, il est nécessaire d'apporter une correction de courbure de champ. Une solution consiste à empêcher la lumière de passer par les points susceptibles de fournir un faisceau au-dessus de l'horizontale. On rajoute alors une surface opaque correctrice au bord de coupure 11 qui va empêcher les rayons provenant de la surface 7 et susceptibles d'être gênants d'atteindre la surface 9 du troisième réflecteur 4. Une telle surface déterminée par des moyens logiciels standards de simulation est alors accolée au bord de coupure 11 et a sensiblement la forme de la partie hachurée sous les ailettes 201 et 202 dans le plan (F2, X, Z).
  • Cependant, une telle surface opaque peut être difficile à réaliser car il faut, lors des opérations de métallisation de la surface réfléchissante 10 de la plieuse 5, épargner sur une petite surface avec un bord aigu au bout de ladite surface réfléchissante 10.
  • Il est donc souhaitable de pouvoir simplement rajouter une surface correctrice au bord 11, ladite surface correctrice restant réfléchissante pour des raisons de simplicité de fabrication.
  • Toutefois, on ne peut garder la même surface correctrice telle que décrite plus haut puisque les rayons destinés à la surface 9 et cachés par la surface correctrice réfléchissante vont alors se réfléchir vers la surface 8 du deuxième réflecteur 3 pour fournir un faisceau au-dessus de la coupure, déplaçant de ce fait le problème de la non-correction de courbure de champ vers le deuxième réflecteur 3. Une solution à ce problème est illustrée en figure 6.
  • La figure 6 représente une surface correctrice 400 réfléchissante de courbure de champ utilisé dans un module tel que représenté en figure 1.
  • Cette surface 400 se trouve dans le prolongement du bord de coupure 11 et est calculée à l'aide d'un logiciel de simulation standard de façon à remplir les deux conditions suivantes :
    • 1ère condition : elle empêche les rayons provenant de la surface 7 et susceptibles d'être au-dessus de la coupure d'atteindre la surface 9 du troisième réflecteur 4.
    • 2ème condition : elle appartient à un plan P contenant l'axe F2-X et incliné d'un angle prédéterminé, ici 20°, par rapport au plan (F2, X, Z) de sorte que les rayons gênants bloqués par la surface 400 soient réfléchis vers l'arrière du module 1 et en aucun cas vers la surface réfléchissante 8 du deuxième réflecteur 3.
  • La figure 7 représente une courbe d'isophote 300 d'un module d'éclairement tel que représenté en figure 4 avec un bord de coupure corrigé avec la surface 400 dans le plan P tels que représentés en figure 6.
  • La courbe 300 montre que la totalité du faisceau d'éclairage est au-dessous de la limite directionnelle ou coupure, i.e. dans la zone I.
  • La surface correctrice de champ 400 a été décrite en référence à la figure 1 mais il est clair qu'elle s'applique également aux autres modes de réalisation des figures 2 à 4.
  • Dans tous les modes de réalisation des figures 1 à 4, une deuxième solution pour éviter les ailettes telles que 201 et 202 peut être trouvée dans une légère modification des surfaces réfléchissantes du premier réflecteur 2 et des deuxième et troisième réflecteurs 3 et 4.
  • On a noté plus haut :
    • en référence à la figure 1 :
      • o que la surface 7 du premier réflecteur 2 pouvait ne pas être parfaitement elliptique et avoir d'autres profils spécifiques pour optimiser la répartition lumineuse dans le faisceau d'éclairage produit par le module 1, et que ceci impliquait que le premier réflecteur 2 ne devait pas être parfaitement de révolution,
      • o que les surfaces réfléchissantes 8 et 9 du deuxième 3 et du troisième réflecteur 4 étaient de forme sensiblement paraboloïdales, et
    • en référence à la Figure 5,
      • o que la présence des ailettes 201 et 202 dans la zone Il était due à l'absence de correction de courbure de champ notamment après réflexion sur le troisième réflecteur 4.
  • On peut donc mettre à profit ces remarques pour modifier légèrement les surfaces des premier, deuxième et troisième réflecteurs pour obtenir une correction de la courbure de champ, et ainsi éliminer les ailettes 201 et 202 dans le faisceau émis par l'un des modules d'éclairage 1, 100, 101 ou 102 décrits plus haut.
  • Une telle correction de la courbure de champ doit aboutir à ne pas envoyer de rayons lumineux au dessus de la coupure séparant la surface éclairée en deux zones, c'est-à-dire ne pas envoyer de rayons dans la zone II de la figure 7. Dans ces conditions, la limite directionnelle entre les zones I et Il peut être considérée comme l'image à l'infini du bord de coupure 11 du quatrième réflecteur 5 formée par les deuxième et troisième réflecteurs 3 et 4.
  • L'invention consiste donc à utiliser un bord de coupure 11 rectiligne, et à en former l'image à l'infini à l'aide des deuxième et troisième réflecteurs 3 et 4, ceux-ci étant constitués de cylindres paraboliques, c'est-à-dire de surfaces telles que 8 ou 9 sur la figure 1, générées par un segment de droite perpendiculaire au plan de cette figure et s'appuyant sur la parabole 8 ou 9.
  • Le premier réflecteur 2 doit donc être une surface transformant l'onde sphérique émise par la source lumineuse 6 en une onde cylindrique, dont la génératrice est parallèle au bord de coupure 11.
  • La surface du premier réflecteur 2 se construit alors aisément, et on obtient ainsi une surface ellipso-parabolique :
    • une coupe de ce réflecteur par un plan horizontal est une parabole, et
    • la coupe dans un plan vertical contenant la source lumineuse est une ellipse.
  • Ainsi, en réalisant un module d'éclairage, dont le premier réflecteur 2 est constitué d'une surface ellipso-parabolique, dont les deuxième et troisième réflecteurs 3 et 4 sont des cylindres paraboliques, et dont le quatrième réflecteur 5 ou plieuse présente un bord de coupure 11 rectiligne le faisceau émis par un tel module d'éclairage présente la courbe d'isophote 400 représentée sur la figure 8.
  • La courbe 400 montre que la totalité du faisceau d'éclairage émis par le module d'éclairage qui vient d'être décrit est au-dessous de la limite directionnelle ou coupure, i.e. dans la zone I.
  • On voit donc qu'on obtient un faisceau dont la coupure est particulièrement nette et rectiligne, avec une plieuse simple, c'est-à-dire dont le bord est rectiligne, et donc très facile à réaliser.
  • Une telle conception permet de concevoir une deuxième variante du module d'éclairage selon la présente invention, plus particulièrement représentée sur la figure 9.
  • Selon cette variante, dans le module 103, les premier et troisième réflecteurs sont tels que ceux que l'on vient de décrire, le deuxième réflecteur est supprimé, et le réflecteur plieuse est disposé de manière à ce que sa face réflectrice inclue l'axe optique A2 du premier réflecteur collecteur 2.
  • Le principe de fonctionnement du module 103 se déduit de ce qui précède :
    • Nous considérons pour cela encore trois rayons lumineux R1, R2 et R3 issus de la source lumineuse 6.
  • Comme la source lumineuse 6 est agencée au premier foyer F1 du premier réflecteur collecteur 2, la majeure partie des rayons émis par la source 6, après s'être réfléchie sur la face interne 7, est renvoyée vers le second foyer F2 ou au voisinage de celui-ci. C'est le cas du rayon R1 qui passe le long du bord de coupure 11, R1 se réfléchit ensuite sur la surface 9 du réflecteur de sortie 4 selon une direction sensiblement parallèle à l'axe optique A1 du réflecteur de sortie 4. Notons ici que le bord de coupure 11 comporte un biseau 12 définissant une surface oblique. Cette surface oblique 12 est déterminée de sorte que le bord de coupure 11 ne risque pas d'intercepter des rayons réfléchis par la premier réflecteur 2 et passant au-delà du second foyer F2.
  • D'autres rayons peuvent, après s'être réfléchi sur la face interne 7, se réfléchir sur la surface 10 de la plieuse 5 ; c'est le cas de R2. R2 va ensuite se réfléchir à nouveau sur la surface 9 paraboloïdale du réflecteur de sortie 4 et cette réflexion se fera vers le bas dans le plan de la figure 9. Le rayon R2 est donc émis sous la coupure dans le faisceau d'éclairage.
  • D'autres rayons, du type de R3, peuvent passer au-delà du bord 11. Dans un tel cas, le rayon R3 se réfléchit ensuite sur la surface 9 du réflecteur de sortie 4 et est également réémis sous la coupure dans le faisceau d'éclairage.
  • La surface réfléchissante 10 permet de « replier » les images de la source lumineuse 6 qui sont réfléchies par la surface elliptique 7 du premier réflecteur 2 au second foyer F2.
  • Le « pli » formé par ce « repliement » d'images contribue à former une coupure nette dans le faisceau d'éclairage réfléchi par le réflecteur de sortie 4.
  • De manière à collecter le maximum de rayons lumineux émis par la source lumineuse 6, le premier réflecteur collecteur 2 pourra s'étendre jusqu'à l'axe optique A1 du réflecteur de sortie 4, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 9.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits.

Claims (29)

  1. Module (1) d'éclairage pour projecteur de véhicule réalisant un premier faisceau d'éclairage du type à coupure comportant :
    - un premier réflecteur (2) comportant une surface (7) de réflexion des rayons lumineux dont la coupe dans un plan est une ellipse,
    - au moins une première source lumineuse (6) agencée au voisinage du premier foyer (F1) dudit premier réflecteur (2),
    caractérisé en ce que ledit module (1) comporte :
    - un deuxième réflecteur (3) produisant une première partie du faisceau à coupure et ayant un axe optique (A1) passant par le second foyer (F2) dudit premier réflecteur (2) et perpendiculaire à l'axe optique (A1) dudit premier réflecteur (2),
    - un troisième réflecteur (4) produisant une deuxième partie du faisceau à coupure et ayant un axe optique (A1) passant par le second foyer (F2) dudit premier réflecteur (2) et perpendiculaire à l'axe optique (A1) dudit premier réflecteur (2),
    - un quatrième réflecteur (5), dit plieuse, agencé entre ledit deuxième réflecteur (3) et ledit troisième réflecteur (4) et comportant :
    ∘ un bord (11), dit bord de coupure, agencé au voisinage dudit second foyer (F2) dudit premier réflecteur (2) de manière à former la coupure dans le faisceau d'éclairage,
    ∘ une face supérieure réfléchissante (10) incluant lesdits axes optiques (A1) respectifs desdits deuxième et troisième réflecteur (3, 4).
  2. Module (1) d'éclairage selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits axes optiques (A1) desdits deuxième et troisième réflecteurs (3, 4) sont confondus.
  3. Module (1) d'éclairage selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit premier réflecteur (2) est agencé à l'arrière dudit deuxième réflecteur (3) de sorte que ledit premier réflecteur (2) est dissimulé par ledit deuxième réflecteur (3).
  4. Module (1) d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit deuxième réflecteur (3) et ledit troisième réflecteur (4) ont un foyer (F2) agencé au voisinage dudit second foyer (F2) dudit premier réflecteur (2).
  5. Module (1) d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit deuxième réflecteur (3) et/ou ledit troisième réflecteur (4) comportent une surface (8, 9) de réflexion des rayons lumineux dont la coupe dans un plan est une parabole.
  6. Module (1) d'éclairage selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit deuxième réflecteur (3) et/ou ledit troisième réflecteur (4) sont un réflecteur de type à surface complexe de réflexion des rayons lumineux.
  7. Module (1) d'éclairage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite source lumineuse (6) est une diode électroluminescente.
  8. Module (1) d'éclairage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit bord (11) de coupure est un bord biseauté définissant une surface oblique (12), ladite surface oblique (12) étant déterminée de sorte que ledit bord de coupure (11) n'intercepte pas les rayons réfléchis par ledit premier réflecteur (2) et passant au-delà dudit second foyer (F2).
  9. Module (1) d'éclairage selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit second foyer (F2) dudit premier réflecteur (2) se trouve au centre de la portion de ligne intersection entre ladite surface oblique (12) et ladite face supérieure (10) réfléchissante de ladite plieuse (5).
  10. Module (1) d'éclairage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits premier et troisième réflecteurs (2, 4) sont réalisés d'une seule pièce et/ou lesdits deuxième et quatrième réflecteurs (3, 5) sont réalisés d'une seule pièce.
  11. Module (1) d'éclairage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits deuxième, troisième et quatrième réflecteur (3, 4, 5) sont réalisés d'une seule pièce.
  12. Module (100) d'éclairage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un cinquième réflecteur (14) recevant directement des rayons lumineux issus de ladite première source lumineuse (6), la surface réfléchissante (15) dudit cinquième réflecteur (14) étant telle qu'elle produit une troisième partie du faisceau à coupure.
  13. Module (100) d'éclairage selon la revendication 12 caractérisé en ce que lesdits premier, troisième et cinquième réflecteurs (2, 4, 14) sont réalisés d'une seule pièce.
  14. Module (100) d'éclairage selon la revendication 12 caractérisé en ce que lesdits premier et cinquième réflecteurs (2, 14) sont réalisés d'une seule pièce.
  15. Module (101) d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 14 réalisant un deuxième faisceau d'éclairage sans coupure caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un réflecteur (18) dit sans coupure produisant ledit deuxième faisceau d'éclairage sans coupure et ayant un axe optique (A1) passant par le second foyer (F2) dudit premier réflecteur (2) et perpendiculaire à l'axe optique (A1) dudit premier réflecteur (2),
    - une deuxième source lumineuse (20) agencée au voisinage du foyer (F3) dudit réflecteur (18) sans coupure.
  16. Module (101) d'éclairage selon la revendication précédente caractérisé en ce que la surface réfléchissante (19) dudit réflecteur (18) sans coupure est une surface sensiblement paraboloïdale à laquelle on applique un facteur de réduction suivant une direction perpendiculaire à l'axe optique (A2) dudit premier réflecteur (2) et à l'axe optique (A1) dudit réflecteur sans coupure (18).
  17. Module (101) d'éclairage selon la revendication 15 caractérisé en ce que ledit réflecteur sans coupure (18) est un réflecteur de type à surface complexe de réflexion des rayons lumineux.
  18. Module (102) d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un cinquième réflecteur (21) symétrique dudit premier réflecteur (2) par rapport au plan de la face supérieure réfléchissante (10) de ladite plieuse (5),
    - une deuxième source lumineuse (27) agencée au voisinage du premier foyer (F4) dudit cinquième réflecteur (21).
  19. Module (102) d'éclairage selon la revendication 18 caractérisé en ce que :
    - ledit bord de coupure (11) est un bord biseauté définissant une surface oblique (12), ladite surface oblique (12) étant déterminée de sorte que ledit bord de coupure n'intercepte pas les rayons réfléchis par ledit premier réflecteur (2) et passant au-delà dudit second foyer (F2), ladite surface oblique (12) étant réfléchissante et recevant une partie des rayons lumineux issus dudit cinquième réflecteur (21),
    - ledit module (102) comporte un sixième réflecteur (23) recevant les rayons lumineux issus de ladite surface oblique (12), ledit sixième réflecteur (23) ayant une surface (24) sensiblement paraboloïdale de réflexion des rayons lumineux avec un foyer agencé au voisinage dudit second foyer (F2) dudit premier réflecteur (2).
  20. Module (102) d'éclairage selon l'une des revendications 18 ou 19 caractérisé en ce qu'il comporte un septième réflecteur (25) recevant directement les rayons lumineux issus de ladite deuxième source lumineuse (27) et ayant une surface (26) sensiblement paraboloïdale de réflexion des rayons lumineux.
  21. Module (1) d'éclairage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite plieuse comporte une surface (400) correctrice de la courbure de champ située le long dudit bord de coupure (11) et dans la continuité de ladite face supérieure (10) de ladite plieuse (5) de sorte qu'aucun rayon issu dudit premier réflecteur (2) et renvoyé vers ledit troisième réflecteur (4) ne dépasse ladite coupure.
  22. Module (1) d'éclairage selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite surface correctrice absorbe la lumière.
  23. Module (1) d'éclairage selon la revendication 21 caractérisé en ce que ladite surface correctrice (400) est réfléchissante et est inclinée d'un angle déterminé par rapport au plan de ladite face supérieure réfléchissante (10) de ladite plieuse de sorte que les rayons issus dudit premier réflecteur (3) et qui auraient été renvoyés au-dessus de la coupure en l'absence de ladite surface correctrice soient entièrement réfléchis dans une direction opposée à la direction dudit premier faisceau d'éclairage.
  24. Module (1) d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le premier réflecteur (2) est constitué d'une surface ellipso-parabolique.
  25. Module (1) d'éclairage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le deuxième réflecteur (3) est un cylindre parabolique.
  26. Module (1) d'éclairage selon la revendication 24 ou la revendication 25, caractérisé en ce que le troisième réflecteur (4) est un cylindre parabolique.
  27. Module d'éclairage pour projecteur de véhicule réalisant un faisceau d'éclairage du type à coupure comportant :
    - un premier réflecteur collecteur (2) comportant une surface (7) de réflexion des rayons lumineux dont la coupe dans un plan est une ellipse,
    - au moins une première source lumineuse (6) agencée au voisinage du premier foyer (F1) dudit premier réflecteur (2), cette source comportant une LED,
    caractérisé en ce que ledit module comporte :
    - un réflecteur de sortie (4) produisant un faisceau à coupure et ayant un axe optique (A1) passant par le second foyer (F2) dudit premier réflecteur (2) et perpendiculaire à l'axe optique (A2) dudit premier réflecteur (2).
    - un réflecteur (5), dit plieuse, agencé entre ledit premier réflecteur collecteur (2) et ledit réflecteur de sortie (4) et comportant :
    ∘ Un bord (11) dit bord de coupure, agencé au voisinage dudit second foyer (F2) dudit réflecteur (2) de manière à former la coupure dans le faisceau d'éclairage,
    o Une face supérieure réfléchissante (10) incluant ledit axe optique (A2) du premier réflecteur collecteur (2).
    et en ce que la source lumineuse (6) émet la majorité de son énergie lumineuse dans la direction opposée à celle de l'émission du faisceau d'éclairage du type à coupure.
  28. Module d'éclairage selon la revendication 27, caractérisé en ce que le premier réflecteur (2) est constitué d'une surface ellipso-parabolique.
  29. Module d'éclairage selon la revendication 27 ou la revendication 28, caractérisé en ce que le troisième réflecteur de sortie (4) est un cylindre parabolique.
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