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WO2022129420A1 - Module lumineux imageant la surface eclairee d'un collecteur avec bloqueur de rayons parasites - Google Patents

Module lumineux imageant la surface eclairee d'un collecteur avec bloqueur de rayons parasites Download PDF

Info

Publication number
WO2022129420A1
WO2022129420A1 PCT/EP2021/086320 EP2021086320W WO2022129420A1 WO 2022129420 A1 WO2022129420 A1 WO 2022129420A1 EP 2021086320 W EP2021086320 W EP 2021086320W WO 2022129420 A1 WO2022129420 A1 WO 2022129420A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
screen
rays
reflected
face
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/086320
Other languages
English (en)
Inventor
Corentin DEBAINE
Sylvain Giraud
Yves Gromfeld
Clement Olchewsky
Original Assignee
Valeo Vision
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 filed Critical Valeo Vision
Priority to EP21839985.5A priority Critical patent/EP4264121A1/fr
Priority to CN202180085552.5A priority patent/CN116710699A/zh
Priority to JP2023537035A priority patent/JP2023553723A/ja
Priority to US18/256,281 priority patent/US12117139B2/en
Priority to KR1020237020312A priority patent/KR20230106685A/ko
Publication of WO2022129420A1 publication Critical patent/WO2022129420A1/fr

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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/323—Optical layout thereof the reflector having two perpendicular cross sections having regular geometrical curves of a distinct nature
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    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
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    • F21S41/43—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades characterised by the shape thereof
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    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • 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 invention relates to the technical field of lighting and signaling, more particularly for applications in the automotive field.
  • Such a light module conventionally comprises a collector with a reflective surface of revolution with an elliptical profile, in the shape of a cap in a half-space delimited by a horizontal plane.
  • An essentially point-like light source, of the light-emitting diode type is located at a first focal point of the reflecting surface and illuminates in the half-space in the direction of said surface. The rays are thus reflected in a convergent manner towards a second focal point of the reflecting surface.
  • Another, generally flat, reflective surface with a cut-off edge at the second focal point provides upward reflection of rays which do not pass precisely through the second focal point, these rays then being refracted by a thick lens towards the bottom of the beam lighting.
  • This reflective surface is commonly referred to as a "bend” in that it "bends" upward from the projection lens the rays that would otherwise form a top portion of the illumination beam.
  • Such a light module has the disadvantage of requiring significant precision in the positioning of the folder and the cutting edge.
  • the projection lens must be a thick lens due to its short focal length, which increases its weight and complicates its production, such as shrinkage defects in particular.
  • the collector has a certain height and, therefore, a certain overall height.
  • the published patent document WO 2020/025171 A1 discloses a light module, in particular for a motor vehicle, comprising a collector with a reflecting surface collecting and reflecting the light rays emitted by a light source into a light beam, similar to a light module with a bender.
  • the light module also includes a projection optical system, such as a lens, specifically configured to project the light beam in question by forming an image of the reflective surface of the collector.
  • the projection optical system has a focus located on the reflecting surface, for example at a rear edge of the latter so as to correctly image said edge and form a clean cut in the projected light beam.
  • Certain rays emitted by the light source and not reflected by the reflective surface of the collector can however reach the projection optical system and degrade the projected light beam.
  • a screen arranged in front of the light source is provided.
  • the latter presents certain difficulties in particular as regards its incidence on the rays reflected by the reflecting surface and meeting it and liable to degrade the photometry of the desired beam and in particular to create parasitic rays in the beam.
  • the aim of the invention is to overcome at least one of the drawbacks of the aforementioned state of the art.
  • the subject of the invention is a light module comprising a light source capable of emitting light rays; a collector with a reflecting surface configured to collect and reflect part of the light rays, called reflected rays, into a reflected light beam along an optical axis of the light module; an optical system configured to project at least the majority of the reflected light beam into a projected light beam by imaging a part of the reflecting surface located, in a general direction of propagation of the reflected light beam along the optical axis, at the rear of the light source; a screen located at the front of the light source, in the general direction of propagation of the light beam along the optical axis, with a rear face arranged so as to collect direct light rays emitted forwards by the light source and non-reflected by the reflective surface; remarkable in that the screen comprises an end face at a free end of said screen, facing the reflected light rays, arranged so as to be away from the said reflected light rays and/or to absorb a part of said reflected light
  • the invention makes it possible to optimize the screen function of blocking the rays emitted directly by the light source, that is to say not reflected by the reflective surface of the collector, and likely to reach the optical system of projection and to degrade the projected light beam, in particular at the level of the cutoff in the case of a cutoff light beam. Indeed, this blocking of direct rays, in particular by absorption or appropriate deflection, is achieved by avoiding harmful interference with the projected light beam.
  • the end face is adjacent to the rear face.
  • the projected light beam may have a cut-off line, preferably horizontal.
  • the invention is particularly advantageous for such a beam, the dazzling parasitic rays being reduced, or even eliminated.
  • the collector may have a rear edge whose profile projected by the optical system forms said cut-off line. This eliminates the need for a cache, in particular a folding machine for creating the cut line.
  • the optical system can have a focal zone located on the reflective surface of the collector, in particular at the rear of the light source. This simply makes it possible to image the part of the reflection surface located behind the light source.
  • the focal zone can be located at a rear edge of said reflective surface.
  • this focal zone can be a focal point, also called a focal point, or can be a focal line, also called a line of focal points.
  • the optical system can comprise a lens, or one or more mirrors, the focal zone of which is that of the optical system.
  • the collector may be a concave reflector.
  • At least some of these reflected rays have angles of inclination with respect to said optical axis which are less than or equal to 10°. This makes it possible to be in the so-called Gaussian conditions, thus allowing stigmatism.
  • the end face of the screen may have a length, in the general direction of propagation of the light beam along the optical axis, less than or equal to 1 mm, making it possible to avoid the rays reflected light.
  • the end face of the screen may have an inclination with respect to the nearest reflected light rays, so as to be away from said reflected light rays. It is a simple way to make the screen while minimizing its interference with the reflected rays.
  • the reflected rays may have an inclination with respect to the optical axis, and the inclination of the end face of the screen with respect to the optical axis may be greater than the inclination of the light rays reflected closer to said end face, or even directly adjacent to this end face, so as to be away from said reflected light rays.
  • the end face may be an inclined face facing the optical system.
  • it can join said rear face at an acute angle so as to form an edge. This further minimizes the risk of interference with the reflected beam.
  • this ridge can be arranged so that at this ridge the lowest rays of the reflected beam pass skimming this ridge, the other reflected rays passing above.
  • the blocking role is thus optimized by interfering as little as possible, or even not at all, with the reflected light beam.
  • the projected beam is optimized.
  • the optical system has a focal zone located on the reflective surface of the collector, at the rear of the light source.
  • the end face of the screen can have a reflectance in the visible light spectrum of less than 0.3. This characteristic can apply to the end face in particular when said end face is not tilted.
  • the screen is opposite the reflecting surface.
  • the screen extends transversely to the optical axis from a plate supporting the light source.
  • the screen can be a separate part from the plate.
  • the screen can be an integral part of the plate.
  • the screen is an outgrowth of a light source cooling radiator, said radiator being located on a face of the plate opposite the light source.
  • the screen is a first screen located on the same side of the optical axis as the light source, said light module comprising a second screen located on the opposite side of the optical axis and at the front of the reflective surface, and comprising a rear face configured to collect direct light rays emitted forwards by the light source, not reflected by the reflective surface and passing next to the end face of the first screen and between said end face and the reflective surface.
  • the second screen comprises an end face at a free end of said second screen and facing the reflected light rays, arranged so as to be away from the reflected light rays , absorbing and/or reflecting towards a lower half of the reflected light beam said reflected light rays.
  • the end face of the second screen is adjacent to the rear face of said second screen.
  • the end face of the second screen has an inclination with respect to the nearest reflected light rays, so as to be away from said reflected light rays.
  • the reflected rays have an inclination with respect to the optical axis, and the inclination of the end face of the second screen with respect to the optical axis is greater than the inclination of the reflected light rays directly adjacent to said end face, so as to be away from said reflected light rays.
  • the end face of the second screen has a reflectance in the visible light spectrum of less than 0.3. This characteristic can apply to the end face of the second screen in particular when said end face is not inclined.
  • the end face of the second screen has a reflectance in the visible light spectrum substantially equal to 0.9.
  • substantially equal means equality within +/- 10%.
  • the end face of the second screen has a convex curvature capable of reflecting towards the lower half of the light beam the reflected light rays.
  • the second screen is located at the front of the reflective surface of the collector.
  • the second screen is supported by the collector.
  • the second screen can be formed integrally with the manifold.
  • the invention also relates to a motor vehicle headlamp, comprising a light module according to the invention.
  • the measures of the invention are advantageous in that they make it possible to avoid disturbing the light beam projected by parasitic light rays, and this in an effective and simple manner.
  • the fact of providing a second screen on the side opposite the first screen with respect to the optical axis of the light module makes it possible to control the part of the rays emitted forwards by the light source and not reflected by the reflecting surface.
  • FIG. 1 is a schematic representation, in side view, of a light module according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of the light module manifold of the ;
  • FIG. 1 is a schematic representation, in side view, of a light module according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation, in side view, of a variant of the light module of the second embodiment of the invention of the ;
  • FIG. 1 is a schematic representation, in side view, of a light module according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation, in side view, of a light module according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation, in side view, of a light module according to a fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a schematic representation, in top view, of a light module according to the fifth embodiment of the invention while applying to each of the different embodiments of the invention;
  • FIG. 1 is a perspective representation of the embodiment of a screen with an inclined end face and integrally formed with a cooling radiator;
  • FIG. 1 is a perspective representation of the embodiment of a screen with a more inclined end face and integrally formed with a cooling radiator.
  • Figures 1 to 4 illustrate a first embodiment of a light module according to the invention.
  • the light module 2 essentially comprises a light source 4, a collector 6 capable of reflecting the light rays emitted by the light source 4 to form a light beam along an optical axis 8 of the light module, and a projection lens 10 of said beam .
  • the optical axis 8 of the light module coincides with the optical axis of the projection lens 10.
  • Other projection optical systems than the projection lens are possible, such as in particular one or more mirrors.
  • the light source 4 is advantageously of the semiconductor type, such as in particular an electroluminescence diode.
  • the light source 4 emits light rays in a half-space delimited by the main plane of said source, in a main direction perpendicular to said plane and to the optical axis 8.
  • the collector 6 comprises a main body 6.1 in the form of a shell or cap, and a reflecting surface 6.2 on the inside face of the main body 6.1.
  • the reflective surface 6.2 can advantageously have a profile of the elliptical or parabolic type. It is advantageously a surface of revolution around an axis parallel to the optical axis. Alternatively, it may be a free-form surface. It can also include several sectors.
  • the manifold 6 in the form of a shell or cap is advantageously made of materials having good heat resistance, for example glass or synthetic polymers such as polycarbonate (PC) or polyether imide (PEI).
  • parabolic type generally applies to reflectors whose surface has a single focal point, that is to say a zone of convergence of the light rays such that the light rays emitted by a light source placed at the level of this convergence zone are projected at a great distance after reflection on the surface. Projected at a great distance means that these light rays do not converge on an area located at least 10 times the dimensions of the reflector. In other words, the reflected rays do not converge towards a convergence zone or, if they do converge, this convergence zone is located at a distance greater than or equal to 10 times the dimensions of the reflector.
  • a parabolic-type surface may therefore have parabolic portions or not.
  • a reflector having such a surface is in particular to be used alone to create a light beam.
  • the light source 4 is arranged at a focal point of the reflecting surface 6.2 so that its rays are collected and reflected into a reflected light beam along the optical axis. At least some of these reflected rays have angles of inclination ⁇ with respect to said optical axis which are less than or equal to 10°, so as to be under the so-called Gaussian conditions, making it possible to obtain a stigma, that is i.e. sharpness of the projected image. These are advantageously the rays reflected by the rear part of the reflecting surface 6.2.
  • the projection lens 10 is advantageously a plano-convex lens, that is to say with a flat input face 10.1 and a convex output face 10.2.
  • the lens 10 is said to be thin, for example less than 6 mm, due to the slight inclination of the rays to be deflected.
  • the lens 10 has a focal point 10.3 which is located along the optical axis 8, at the level of the light source 4 or even behind said source. In this case the focus 10.3 is located on the reflective surface 6.2 of the collector 6, more precisely at its rear edge, here also the lower edge.
  • the reflecting surface if it is of the elliptical type, has a second focus 6.3 located at the front of the lens 10 and at a distance from the optical axis 8. It should be noted that it is also possible for this focus to be located at the rear of the lens and/or on the optical axis, preferably close to the lens, so as to reduce the width of the beam at the level of the entrance face of the lens.
  • the light module 2 comprises a screen 12 arranged at the front of the light source 4 and facing the reflective surface 6.2 of the collector 6, with a rear face 12.1 able to collect the direct light rays 14 emitted towards the before directly by the source in question 4, that is to say not meeting the reflective surface 6.2.
  • a measurement is useful for avoiding the presence of parasitic light rays liable to participate in the formation of the light beam without however being properly speaking imaged.
  • These direct rays 14, in particular those which are parallel or quasi-parallel to the optical axis 8, will then potentially illuminate an upper part of the light beam, which is not desirable in the case of an illumination beam cut off.
  • the rear face 12.1 of the screen 12 is advantageously opaque in order to absorb the direct rays 14, emitted forwards directly by the light source 4, it being understood that it is also possible for it to be reflective in order to reflect these rays towards an absorption zone.
  • the screen 12 extends along a main transverse direction, advantageously perpendicular to the optical axis 8. It has an end face 12.2 facing the rays 16 reflected by the reflective surface 6.2.
  • the end face 12.2 is adjacent to the rear face 12.1.
  • the reflected rays 16 incident on this end face 12.2 are absorbed, reflected or a combination of the two, depending on the optical reflectance properties of said face.
  • the luminous flux associated with these rays is reduced so that the part of these reflected rays is negligible.
  • the width of the end face 12.2 is advantageously less than or equal to 1mm.
  • such a thin screen 12 in the form of a blade, can be made from a portion of sheet metal, the thickness of which forms the width of the screen 12.
  • the main body 6.1 and consequently the reflective surface 6.2 form a shell, in particular globally symmetrical in revolution.
  • This shell is delimited by a plane, the plane in question includes part of the rear edge 6.2.2. The latter extends laterally on either side of the axis of revolution.
  • the reflective surface 6.2 is illuminated by the light source, it is then illuminated over its entire surface, the latter being delimited by the front 6.2.1 and rear 6.2.2 edges.
  • the zone 6.2.3 covering the majority of the surface corresponds to lower illuminations while the central zone 6.2.4 corresponds to greater illuminations. It can be seen that zone 6.2.3 is clearly delimited by edges 6.2.1 and 6.2.2. In other words, the illuminated surface 6.2 naturally has sharp edges capable of forming cuts in the projected lighting beam imaging this surface.
  • the horizontal axis and the vertical axis intersect at the optical axis of the light module.
  • the curves are isolux, that is to say correspond to the zones of the light beam which have the same illumination expressed in lux.
  • the curves in the center correspond to a higher level of illumination than at the periphery. It can be observed that the light beam produced has a horizontal cutoff, essentially at the level of the horizontal axis, slightly below, in particular by 1 degree.
  • the cut is substantially straight. In any case, the horizontal cut is made by the edge 6.2.2 ( ) which is the trailing edge ( ) of the reflective surface 6.2 of the collector 6.
  • FIG. 1 The is a schematic representation, in side view, of a light module according to a second embodiment of the invention.
  • the reference numbers of the first embodiment of the light module are used to designate the same elements or corresponding elements, these numbers however being increased by 100. Reference is also made to the description of these elements in relation to figures 1 to 4.
  • the second embodiment is similar to the first embodiment and differs therefrom essentially in that the screen 112 is solid, that is to say does not form a thin blade like the screen 12 at the .
  • the end face 112.2 has a length along the direction of the optical axis 108 sufficient to disturb, by reflection of reflected rays 116 on said end face 112.2, the light beam reflected, and thus the projected light beam.
  • the end face 112.2 is angled toward the optical system relative to the optical axis 108 more than the directly adjacent reflected rays 116, so as to avoid the rays in question. In this way, only the rear face 112.1 of the screen 112 collects the direct rays 114, emitted forwards directly by the light source 104.
  • the light source 104 is arranged on a plate 118 which can also support the screen 112. This measure is applicable to the other embodiments, in particular the first mode.
  • the projection lens 110 is of the biconvex type, namely that each of the input 110.1 and output 110.2 faces is convex. It is understood that the plano-convex lens of the first mode is applicable to this second embodiment and vice versa.
  • the screen 112' is integrally formed with a radiator 120 for cooling the light source 104.
  • the latter is arranged under the plate 118', that is to say on one of the two main faces of said plate. 118', opposite the other of said two faces, supporting the light source 104.
  • the plate 118' has an orifice through which the screen 112' extends, it being understood however that it is also possible that the screen 112' extends in front of the plate 118'.
  • the plate 118' can be a printed circuit board carrying the light source. Provision can also be made for the light source to be mounted directly on the radiator and connected to the printed circuit board by tracks, in particular wire bonding.
  • the reference numbers of the second embodiment of the light module ( ) are used to designate the same elements or corresponding elements, these numbers however being increased by 100. Reference is also made to the description of these elements in the context of the second embodiment.
  • the light module 202 comprises a second screen 222, separate from the first screen 212 and located on one side of the optical axis 208 which is opposite to that where the first screen 212 is located.
  • the second screen 222 is configured to block the light rays 214.2 emitted forward by the light source, not reflected by the reflective surface and passing beyond the first screen 212.
  • the second screen 222 comprises a rear face 222.1 collecting these rays 214.2 .
  • the second screen 222 extends along a main transverse direction, advantageously perpendicular, to the optical axis 208. It comprises an end face 222.2 facing the rays 216 reflected by the surface reflective 206.2 of the collector 206.
  • This end face 222.2 is directly adjacent to the rear face 222.1. It is inclined with respect to the optical axis 208 more than the closest reflected rays 216, that is to say directly adjacent to the face in question, so as to avoid these rays in question. In other words, these rays pass in front of the edge formed by the intersection of the rear face 222.1 with the end face 222.2, without encountering said end face 222.2. These rays are thus not deflected. Only the direct rays 214.2, emitted forwards directly by the light source, encountering the rear face 222.1 of the second screen are blocked by absorption, reflection or a combination of the two.
  • the essentially corresponds to the , namely a schematic representation, in side view, of a light module according to the third embodiment of the invention, illustrating the inclinations of the end faces of the first and second screens 212 and 222.
  • the rays 216 reflected by the reflective surface 206.2 of the collector 306 have angles of inclination ⁇ 1 and ⁇ 2 with respect to the optical axis 208, the angle ⁇ 1 relating to the rays passing below the optical axis 208 and the angle ⁇ 2 relating to the rays passing above the optical axis 208.
  • the end face 212.2 of the first screen 212, located below the optical axis 208 is inclined at an angle ⁇ 1 > ⁇ 1 .
  • the end face 222.2 of the second screen 222, located above the optical axis 208 is inclined at an angle ⁇ 2 > ⁇ 2 .
  • the inclinations are considered with respect to an edge corresponding to the intersection of the rear face 212.1 or 222.1 with the end face 212.2 or 222.2.
  • the inclinations ⁇ 1 and ⁇ 2 of each of the end faces 212.1 and 222.1 are such that each of said faces gradually moves away from the reflected rays 216 passing directly in front of the edge formed by the intersection of the rear face 212.1 or 222.1 with the end face 212.2 or 222.2, moving away from said edge in the direction of propagation of the reflected rays 216.
  • the reference numbers of the third embodiment of the light module ( ) are used to designate the same elements or corresponding elements, these numbers however being increased by 100. Reference is also made to the description of these elements in the context of the third embodiment.
  • the light module 302 according to the fourth embodiment differs from the third embodiment, essentially in that the end faces 312.2 and 322.2 of the first and second screens 312 and 322, respectively, are not inclined more than the reflected rays. 316 passing close to said faces but have light absorption properties, expressed by a reflectance rate for visible light less than or equal to 30%, preferably 20%, even more preferably 10%. This means that the reflected rays 316 from the ends of the light beam directed towards the lens 310 encountering the end faces 312.2 and 322.2 are absorbed, at least for the most part. If there are reflections, these are minor and negligible.
  • the reference numbers of the fourth embodiment of the light module ( ) are used to designate the same elements or corresponding elements, these numbers however being increased by 100. Reference is also made to the description of these elements in the context of the fourth embodiment.
  • the light module 402 according to the fifth embodiment differs from the fourth embodiment, essentially in that the end face 422.2 of the second screen 422 is rounded and reflective.
  • the direct rays 414.2 meeting the end face 422.2 are reflected towards a lower part, in this case the lower half, of the projection lens 410.
  • the inclination of the reflected rays is such that these rays will be projected towards a lower part of the light beam.
  • the rays reflected by the end face 422.2 of the second screen will, once projected by the projection lens 410, participate in the formation of the light image at a distance from the horizontal cut-off edge. These rays will therefore not significantly disturb the light image produced. This measure also makes it possible to optimize light output by recovering light that would otherwise be lost.
  • the reflective properties of the end face can also be obtained easily when the screen is made of a naturally reflective material such as aluminum.
  • the first screen 412 has a width, in a direction perpendicular to the optical axis 408, which is limited and determined by the light beam formed by the rays 414 emitted forwards directly by the light source 404 and capable of to meet the lens 410.
  • the second screen 422 has a width, in the direction perpendicular to the optical axis 408, which is greater than that of the first screen 412, determined by the light beam formed by the rays 416 reflected by the reflective surface 406.2 of the collector 406, and likely to meet the lens 410.
  • the second screen 422 can have a curved profile in the plane of view of the . In this case, the rear face 422.1 of the second screen has a concave curved profile.
  • the screens 112 are integrally formed with a heat sink made of a heat-conducting material such as aluminum or a specific plastic material.
  • the geometry of the screen 112 located in the center of the figure is schematized by an envelope in the shape of an inverted U.
  • end face 112.2 has an inclination at an angle ⁇ 1 greater than at the . Also, the end face 112.2 is confused with a front face of the screen unlike the where the screen has a separate front face.
  • the various light modules described above can be integrated into a lighting device in combination with other light modules.
  • the light source and the collector are each presented as unique. It is however understood that certain light modules according to the invention may comprise several light sources and/or several collectors, in particular several collectors arranged side by side, each having a light source and an associated screen.

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Abstract

L'invention a trait à un module lumineux (102) comprenant une source lumineuse (104) apte à émettre des rayons lumineux; un collecteur (106) avec une surface réfléchissante (102.6); un système optique (110) configuré pour projeter un faisceau lumineux en imageant une partie de la surface réfléchissante (102.6) située à l'arrière de la source lumineuse (104); un écran (112) situé à l'avant de la source lumineuse (104), avec une face arrière (112.1) apte à récolter des rayons lumineux (114) émis vers l'avant par la source lumineuse (104) et non-réfléchis par la surface réfléchissante (102.6); dans lequel l'écran (112) comprend une face d'extrémité (112.2), adjacente à la face arrière (112.1) et en vis-à-vis des rayons lumineux réfléchis (116), configurée pour éviter et/ou absorber lesdits rayons lumineux réfléchis.

Description

MODULE LUMINEUX IMAGEANT LA SURFACE ECLAIREE D’UN COLLECTEUR AVEC BLOQUEUR DE RAYONS PARASITES
L’invention a trait au domaine technique de l’éclairage et de la signalisation, plus particulièrement pour des applications dans le domaine automobile.
Il est généralement connu de réaliser un faisceau d’éclairage à coupure en utilisant un ou plusieurs modules lumineux à plieuse. Un tel module lumineux comprend, classiquement, un collecteur avec une surface réfléchissante de révolution avec un profil elliptique, en forme de calotte dans un demi-espace délimité par un plan horizontal. Une source lumineuse essentiellement ponctuelle, du type diode à électroluminescence, est située à un premier foyer de la surface réfléchissante et éclaire dans le demi-espace en direction de ladite surface. Les rayons sont ainsi réfléchis de manière convergente vers un deuxième foyer de la surface réfléchissante. Une autre surface réfléchissante, généralement plane, avec un bord de coupure au niveau du deuxième foyer assure une réflexion vers le haut des rayons qui ne passent pas précisément par le deuxième foyer, ces rayons étant ensuite réfractés par une lentille épaisse vers le bas du faisceau d’éclairage. Cette surface réfléchissante est couramment désignée « plieuse » en ce qu’elle « replie » vers le haut de la lentille de projection les rayons qui, sinon, formeraient une partie supérieure du faisceau d’éclairage. Un tel module lumineux présente l’inconvénient de requérir une précision importante au niveau du positionnement de la plieuse et du bord de coupure. Aussi, la lentille de projection doit être une lentille épaisse en raison de sa faible distance focale, ce qui augmente son poids et complique sa production, comme notamment des défauts de retassures. De plus, le collecteur présente une certaine hauteur et, partant, un certain encombrement en hauteur.
Le document de brevet publié WO 2020/025171 A1 divulgue un module lumineux notamment pour véhicule automobile, comprenant un collecteur avec une surface réfléchissante collectant et réfléchissant les rayons lumineux émis par une source lumineuse en un faisceau lumineux, similaire à un module lumineux à plieuse. Le module lumineux comprend également un système optique de projection, tel qu’une lentille, spécifiquement configuré pour projeter le faisceau lumineux en question en formant une image de la surface réfléchissante du collecteur. A cet effet, le système optique de projection présente un foyer situé sur la surface réfléchissante, par exemple à un bord arrière de celle-ci de manière à correctement imager ledit bord et former une coupure nette dans le faisceau lumineux projeté. Certains rayons émis par la source lumineuse et non réfléchis par la surface réfléchissante du collecteur peuvent cependant atteindre le système optique de projection et dégrader le faisceau lumineux projeté. A cet effet, un écran disposé à l’avant de la source lumineuse est prévu. Cependant, ce dernier présente cependant certaines difficultés notamment en ce qui concerne son incidence sur les rayons réfléchis par la surface réfléchissante et le rencontrant et susceptible de dégrader la photométrie du faisceau souhaité et notamment de créer des rayons parasites dans le faisceau.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné.
L’invention a pour objet un module lumineux comprenant une source lumineuse apte à émettre des rayons lumineux ; un collecteur avec une surface réfléchissante configurée pour collecter et réfléchir une partie des rayons lumineux, dits rayons réfléchis, en un faisceau lumineux réfléchi suivant un axe optique du module lumineux ; un système optique configuré pour projeter au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi en un faisceau lumineux projeté en imageant une partie de la surface réfléchissante située, suivant une direction générale de propagation du faisceau lumineux réfléchi suivant l’axe optique, à l’arrière de la source lumineuse ; un écran situé à l’avant de la source lumineuse, suivant la direction générale de propagation du faisceau lumineux suivant l’axe optique, avec une face arrière agencée de manière à récolter des rayons lumineux directs émis vers l’avant par la source lumineuse et non-réfléchis par la surface réfléchissante ; remarquable en ce que l’écran comprend une face d’extrémité à une extrémité libre dudit écran, en vis-à-vis des rayons lumineux réfléchis, agencée de manière être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis et/ou à absorber une partie desdits rayons lumineux réfléchis.
Ainsi, l’invention permet d’optimiser la fonction d’écran de blocage des rayons émis directement par la source lumineuse, c’est-à-dire non réfléchis par la surface réfléchissante du collecteur, et susceptibles d’atteindre le système optique de projection et de dégrader le faisceau lumineux projeté, notamment au niveau de la coupure dans le cas d’un faisceau lumineux à coupure. En effet, ce blocage des rayons directs, notamment par absorption ou déviation appropriée, se réalise en évitant d’interférer de manière préjudiciable avec le faisceau lumineux projeté.
Avantageusement, la face d’extrémité est adjacente à la face arrière.
Avantageusement le faisceau lumineux projeté peut présenter une ligne de coupure, préférentiellement horizontale. L’invention est particulièrement avantageuse pour un tel faisceau, les rayons parasites éblouissants étant diminués, voire supprimés.
Le collecteur peut présenter un bord arrière dont le profil projeté par le système optique forme ladite ligne de coupure. On s’affranchit ainsi de cache, notamment de plieuse pour la réalisation de la ligne de coupure.
Avantageusement, le système optique peut présenter une zone focale située sur la surface réfléchissante du collecteur, notamment à l’arrière de la source lumineuse. Cela permet simplement d’imager la partie de la surface réflexion située à l’arrière de la source lumineuse.
Plus avantageusement, la zone focale peut être située à un bord arrière de ladite surface réfléchissante.
D’une manière générale, cette zone focale peut être un point focal, encore appelé foyer, ou peut être une ligne focale, encore appelée ligne de foyers.
Le système optique peut comprendre une lentille, ou un ou plusieurs miroirs, dont la zone focale est celle du système optique.
Ci-après sont décrits des modes avantageux mais non limitatifs de l’invention, un ou plusieurs de ces modes pouvant être combinés entre eux.
Le collecteur peut être un réflecteur concave.
Au moins une partie de ces rayons réfléchis présentent des angles d’inclinaison par rapport audit axe optique qui sont inférieurs ou égaux à 10°. Cela permet d’être dans les conditions dites de Gauss, permettant ainsi un stigmatisme.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité de l’écran peut présenter une longueur, suivant la direction générale de propagation du faisceau lumineux suivant l’axe optique, inférieure ou égale à 1mm, permettant d’éviter les rayons lumineux réfléchis.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité de l’écran peut présenter une inclinaison par rapport aux rayons lumineux réfléchis les plus proches, de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis. C’est une manière simple de réaliser l’écran en minimisant ses interférences avec les rayons réfléchis.
Avantageusement, les rayons réfléchis peuvent présenter une inclinaison par rapport à l’axe optique, et l’inclinaison de la face d’extrémité de l’écran par rapport à l’axe optique peut être supérieure à l’inclinaison des rayons lumineux réfléchis les plus proches de ladite face d’extrémité, voire directement adjacents à cette face d’extrémité, de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis.
La face d’extrémité peut être un pan incliné orienté vers le système optique. Notamment, il peut se joindre à ladite face arrière en un angle aigu de manière à former une arête. Cela permet de minimiser d’avantage le risque d’interférence avec le faisceau réfléchi.
Notamment, cette arête peut être agencée de manière à ce qu’au niveau de cette arête les rayons les plus bas du faisceau réfléchi passent en rasant cette arête, les autres rayons réfléchis passant au-dessus. On optimise ainsi le rôle de blocage en interférant le moins possible, voire pas du tout, avec le faisceau lumineux réfléchi. Le faisceau projeté est optimisé.
Selon un mode avantageux de l’invention, le système optique présente une zone focale située sur la surface réfléchissante du collecteur, à l’arrière de la source lumineuse.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité de l’écran peut présenter une réflectance dans le spectre lumineux visible inférieure à 0.3, Cette caractéristique peut s’appliquer à la face d’extrémité notamment lorsque ladite face d’extrémité n’est pas inclinée.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’écran est en vis-à-vis de la surface réfléchissante.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’écran s’étend transversalement à l’axe optique depuis une platine supportant la source lumineuse. A titre d’exemple, l’écran peut être une pièce distincte de la platine. Alternativement, l’écran peut faire partie intégrante de la platine.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’écran est une excroissance d’un radiateur de refroidissement de la source lumineuse, ledit radiateur étant situé sur une face de la platine opposée à la source lumineuse.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’écran est un premier écran situé du même côté de l’axe optique que la source lumineuse, ledit module lumineux comprenant un deuxième écran situé du côté opposé de l’axe optique et à l’avant de la surface réfléchissante, et comprenant une face arrière configurée pour récolter des rayons lumineux directs émis vers l’avant par la source lumineuse, non-réfléchis par la surface réfléchissante et passant à côté de la face d’extrémité du premier écran et entre ladite face d’extrémité et la surface réfléchissante.
Selon un mode avantageux de l’invention, le deuxième écran comprend une face d’extrémité à une extrémité libre dudit deuxième écran et en vis-à-vis des rayons lumineux réfléchis, agencée de manière à être à l’écart des rayons lumineux réfléchis, absorber et/ou réfléchir vers une moitié inférieure du faisceau lumineux réfléchi lesdits rayons lumineux réfléchis. Avantageusement, la face d’extrémité du deuxième écran est adjacente à la face arrière dudit deuxième écran.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité du deuxième écran présente une inclinaison par rapport aux rayons lumineux réfléchis les plus proches, de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis.
Avantageusement, les rayons réfléchis présentent une inclinaison par rapport à l’axe optique, et l’inclinaison de la face d’extrémité du deuxième écran par rapport à l’axe optique est supérieure à l’inclinaison des rayons lumineux réfléchis directement adjacents à ladite face d’extrémité, de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité du deuxième écran présente une réflectance dans le spectre lumineux visible inférieure à 0.3. Cette caractéristique peut s’appliquer à la face d’extrémité du deuxième écran notamment lorsque ladite face d’extrémité n’est pas inclinée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la face d’extrémité du deuxième écran présente une réflectance dans le spectre lumineux visible sensiblement égale à 0,9. Ici, par « sensiblement égale », on entend une égalité à +/- 10% près.
Selon un mode avantageux de l’invention, la face d’extrémité du deuxième écran présente une courbure convexe apte à réfléchir vers la moitié inférieure du faisceau lumineux les rayons lumineux réfléchis.
Selon un mode avantageux de l’invention, le deuxième écran est situé à l’avant de la surface réfléchissante du collecteur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le deuxième écran est supporté par le collecteur. Par exemple, le deuxième écran peut être formé intégralement avec le collecteur.
L’invention a également pour objet un projecteur de véhicule automobile, comprenant un module lumineux selon l’invention.
Les mesures de l’invention sont avantageuses en ce qu’elles permettent d’éviter de perturber le faisceau lumineux projeté par des rayons lumineux parasites, et ce de manière efficace et simple. En particulier, le fait de prévoir un écran avec une face d’extrémité spécialement dimensionnée et/configurée pour éviter de renvoyer de manière parasite des rayons réfléchis par la surface réfléchissante dans le faisceau lumineux projeté.
Aussi, le fait de prévoir un deuxième écran du côté opposé au premier écran par rapport à l’axe optique du module lumineux permet de contrôler la partie des rayons émis vers l’avant par la source lumineuse et non réfléchis par la surface réfléchissante.
est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
est une vue en perspective du collecteur du module lumineux de la  ;
est une vue de la surface intérieure du collecteur du module lumineux de la , depuis l’extérieur suivant l’axe optique ;
est une représentation graphique de l’image lumineuse du faisceau d’éclairage produit par le module lumineux de la  ;
est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
est une représentation schématique, en vue de côté, d’une variante du module lumineux du deuxième mode de réalisation de l’invention de la  ;
est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;
correspond à la du troisième mode de réalisation de l’invention, illustrant l’inclinaison des faces d’extrémité des écrans ;
est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ;
est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un cinquième mode de réalisation de l’invention ;
est une représentation schématique, en vue du haut, d’un module lumineux selon le cinquième mode de réalisation de l’invention tout en s’appliquant à chacun des différents modes de réalisation de l’invention ;
est une représentation en perspective de réalisation d’un écran avec une face d’extrémité inclinée et intégralement formé avec un radiateur de refroidissement ;
est une représentation en perspective de réalisation d’un écran avec une face d’extrémité davantage inclinée et intégralement formé avec un radiateur de refroidissement.
 Description détaillée
Les figures 1 à 4 illustrent un premier mode de réalisation d’un module lumineux selon l’invention.
La est une représentation schématique, en vue de côté, du module lumineux et de son principe de fonctionnement. Le module lumineux 2 comprend, essentiellement, une source lumineuse 4, un collecteur 6 apte à réfléchir les rayons lumineux émis par la source lumineuse 4 pour former un faisceau lumineux suivant un axe optique 8 du module lumineux, et une lentille de projection 10 dudit faisceau. L’axe optique 8 du module lumineux est confondu avec l’axe optique de la lentille de projection 10. D’autres systèmes optiques de projection que la lentille de projection sont envisageables, comme notamment un ou plusieurs miroirs.
Ici, comme d’une manière générale selon l’invention, la source lumineuse 4 est avantageusement du type à semi-conducteur, comme notamment une diode à électroluminescence. Notamment, la source lumineuse 4 émet des rayons lumineux dans un demi-espace délimité par le plan principal de ladite source, dans une direction principale perpendiculaire audit plan et à l’axe optique 8.
Le collecteur 6 comprend un corps principal 6.1 en forme de coque ou calotte, et une surface réfléchissante 6.2 sur la face intérieure du corps principal 6.1. La surface réfléchissante 6.2 peut présenter avantageusement un profil du type elliptique ou parabolique. Elle est avantageusement une surface de révolution autour d’un axe parallèle à l’axe optique. Alternativement, il peut s’agir d’une surface de forme libre (en langue anglaise free form). Elle peut aussi comporter plusieurs secteurs. Le collecteur 6 en forme de coque ou de calotte est avantageusement réalisé dans des matériaux présentant une bonne tenue à la chaleur, par exemple du verre ou des polymères synthétiques comme du polycarbonate (PC) ou du polyéther imide (PEI).
L’expression « type parabolique » s’applique de manière générale à des réflecteurs dont la surface présente un seul foyer, c'est-à-dire une zone de convergence des rayons lumineux telle que les rayons lumineux émis par une source lumineuse placée au niveau de cette zone de convergence sont projetés à grande distance après réflexion sur la surface. Projeté à grande distance signifie que ces rayons lumineux ne convergent pas vers une zone située à au moins 10 fois les dimensions du réflecteur. Autrement dit les rayons réfléchis ne convergent pas vers une zone de convergence ou, s’ils convergent, cette zone de convergence est située à une distance supérieure ou égale à 10 fois les dimensions du réflecteur. Une surface de type parabolique peut donc présenter ou non des portions paraboliques. Un réflecteur présentant une telle surface est notamment être utilisé seul pour créer un faisceau lumineux.
La source lumineuse 4 est disposée à un foyer de la surface réfléchissante 6.2 de manière à ce que ses rayons soient collectés et réfléchis en un faisceau lumineux réfléchi suivant l’axe optique. Au moins une partie de ces rayons réfléchis présentent des angles d’inclinaison α par rapport audit axe optique qui sont inférieurs ou égaux à 10°, de manière à être dans les conditions dites de Gauss, permettant d’obtenir un stigmatisme, c’est-à-dire une netteté de l’image projetée. Il s’agit avantageusement des rayons réfléchis par la partie arrière de la surface réfléchissante 6.2.
La lentille de projection 10 est avantageusement une lentille plan-convexe, c’est-à-dire avec une face d’entrée 10.1 plane et une face de sortie 10.2 convexe. La lentille 10 est dite mince, par exemple inférieure à 6mm, en raison de la faible inclinaison des rayons à dévier. La lentille 10 présente un foyer 10.3 qui est situé le long de l’axe optique 8, au niveau de la source lumineuse 4 ou encore en arrière de ladite source. En l’occurrence le foyer 10.3 est situé sur la surface réfléchissante 6.2 du collecteur 6, plus précisément à son bord arrière, ici également bord inférieur.
La surface réfléchissante, si elle est du type elliptique, présente un deuxième foyer 6.3 situé à l’avant de la lentille 10 et à distance de l’axe optique 8. Il est à noter qu’il est aussi possible que ce foyer soit situé à l’arrière de la lentille et/ou sur l’axe optique, de préférence à proximité de la lentille, de manière à réduire la largeur du faisceau au niveau de la face d’entrée de la lentille.
Le module lumineux 2 comprend un écran 12 disposé à l’avant de la source lumineuse 4 et en vis-à-vis de la surface réfléchissante 6.2 du collecteur 6, avec une face arrière 12.1 apte à collecter les rayons lumineux directs 14 émis vers l’avant directement par la source en question 4, c’est-à-dire ne rencontrant pas la surface réfléchissante 6.2. Une telle mesure est utile pour éviter la présence de rayons lumineux parasites susceptibles de participer à la formation du faisceau lumineux sans pour autant être à proprement parler imagés. Ces rayons directs 14, en particulier ceux qui sont parallèles ou quasi-parallèles à l’axe optique 8, vont alors potentiellement éclairer une partie supérieure du faisceau lumineux, ce qui n’est pas désirable dans le cas d’un faisceau d’éclairage à coupure.
La face arrière 12.1 de l’écran 12 est avantageusement opaque afin d’absorber les rayons directs 14, émis vers l’avant directement par la source lumineuse 4, étant entendu qu’il est également envisageable qu’elle soit réfléchissante en vue de réfléchir ces rayons vers une zone d’absorption.
L’écran 12 s’étend suivant une direction principale transversale, avantageusement perpendiculaire à l’axe optique 8. Il présente une face d’extrémité 12.2 en vis-à-vis des rayons 16 réfléchis par la surface réfléchissante 6.2. La face d’extrémité 12.2 est adjacente à la face arrière 12.1. On peut observer à la que parmi les rayons 16 réfléchis par la surface réfléchissante 6.2, les rayons les plus proches directement adjacents à la face d’extrémité 12.2 ne sont que très peu perturbés par ladite surface en raison de sa faible largeur suivant la direction de l’axe optique 8. Les rayons réfléchis 16 incidents sur cette face d’extrémité 12.2 sont absorbés, réfléchis ou une combinaison des deux, en fonction des propriétés de réflectance optique de ladite face. Le flux lumineux associé à ces rayons est réduit de sorte que la partie de ces rayons réfléchis est négligeable. A cet effet, la largeur de la face d’extrémité 12.2 est avantageusement inférieure ou égale à 1mm.
En pratique un tel écran 12 mince, sous forme de lame, peut être réalisé à partir d’une portion de tôle métallique, dont l’épaisseur forme la largeur de l’écran 12.
La est une vue arrière, en perspective, du collecteur 6 du module lumineux 2 de la . On peut observer la forme de coquille ou calotte du corps principal 6.1, ainsi que le fait que la surface réfléchissante (non visible) présente un bord avant 6.2.1 et un bord arrière 6.2.2. Compte-tenu du fait que le corps principal 6.1 et par voie de conséquence la surface réfléchissante 6.2, forment une coque, notamment globalement symétrique en révolution. Cette coque est délimitée par un plan, le plan en question comprend une partie du bord arrière 6.2.2. Ce dernier s’étend latéralement de part et d’autre de l’axe de révolution. Lorsque la surface réfléchissante 6.2 est éclairée par la source lumineuse, elle est alors illuminée sur la totalité de sa surface, celle-ci étant délimitée par les bords avant 6.2.1 et arrière 6.2.2.
La est une représentation de l’intensité lumineuse au niveau de la surface réfléchissante 6.2 vue depuis l’extérieur, suivant l’axe optique. Plus spécifiquement, l’éclairement de la surface, à savoir la puissance du rayonnement électromagnétique frappant par unité de surface perpendiculaire à sa direction, exprimée en W/m2. La zone 6.2.3 couvrant la majorité de la surface, correspond à des éclairements plus faibles alors que la zone centrale 6.2.4 correspond à des éclairements plus grands. On peut observer que la zone 6.2.3 est délimitée de manière nette par les bords 6.2.1 et 6.2.2. En d’autres termes, la surface éclairée 6.2 présente naturellement des bords nets apte à former des coupures dans le faisceau d’éclairage projeté imageant cette surface.
La est une représentation graphique de l’image projetée par le module lumineux de la , notamment sur un écran vertical situé à 25 mètres du module lumineux. L’axe horizontal et l’axe vertical se croisent au niveau de l’axe optique du module lumineux. Les courbes sont des isolux, c’est-à-dire correspondent aux zones du faisceau lumineux qui présentent un même éclairement exprimé en lux. Les courbes au centre correspondent à un niveau d’éclairement plus élevé qu’à la périphérie. On peut observer que le faisceau lumineux produit présente une coupure horizontale, essentiellement au niveau de l’axe horizontal, légèrement en dessous, notamment de 1 degrés. La coupure est sensiblement droite. En tout état de cause, la coupure horizontale est réalisée par le bord 6.2.2 ( ) qui est le bord arrière ( ) de la surface réfléchissante 6.2 du collecteur 6.
La est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation du module lumineux (figures 1 à 4) sont utilisés pour désigner les mêmes éléments ou éléments correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec les figures 1 à 4.
Le deuxième mode de réalisation est similaire au premier mode de réalisation et s’en distingue essentiellement en ce que l’écran 112 est massif, c’est-à-dire ne forme pas une lame mince comme l’écran 12 à la . Compte tenu de la massivité de l’écran 112, la face d’extrémité 112.2 présente une longueur suivant la direction de l’axe optique 108 suffisante pour perturber, par réflexion de rayons réfléchis 116 sur ladite face d’extrémité 112.2, le faisceau lumineux réfléchi, et ainsi le faisceau lumineux projeté. Pour cette raison, la face d’extrémité 112.2 est inclinée vers le système optique par rapport à l’axe optique 108 davantage que les rayons réfléchis 116 directement adjacents, de manière à éviter les rayons en question. De la sorte, seule la face arrière 112.1 de l’écran 112 récolte les rayons directs 114, émis vers l’avant directement par la source lumineuse 104.
Comme cela est visible, la source lumineuse 104 est disposée sur une platine 118 pouvant également supporter l’écran 112. Cette mesure est applicable aux autres modes de réalisation, notamment le premier mode.
Comme cela est également visible à la , la lentille de projection 110 est du type biconvexe, à savoir que chacune des faces d’entrée 110.1 et de sortie 110.2 est convexe. Il est entendu que la lentille plan-convexe du premier mode est applicable à ce deuxième mode de réalisation et vice versa.
La représente une variante du deuxième mode de réalisation à la . Selon cette variante, l’écran 112’ est intégralement formé avec un radiateur 120 de refroidissement de la source lumineuse 104. Ce dernier est disposé sous la platine 118’, c’est-à-dire sur une des deux faces principales de ladite platine 118’, opposée à l’autre desdites deux faces, supportant la source lumineuse 104. En l’occurrence, la platine 118’ présente un orifice au travers duquel s’étend l’écran 112’, étant toutefois entendu qu’il est également possible que l’écran 112’ s’étende à l’avant de la platine 118’.
D’une manière générale selon l’invention, comme ici, la platine 118’ peut être une carte de circuit imprimé portant la source lumineuse. On peut également prévoir que la source lumineuse soit directement montée sur le radiateur et connectée à la carte de circuit imprimé par des pistes, notamment des ponts filaires (wire bonding en langue anglaise).
La est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du deuxième mode de réalisation du module lumineux ( ) sont utilisés pour désigner les mêmes éléments ou éléments correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans le cadre du deuxième mode de réalisation.
Le module lumineux 202 selon ce troisième mode de réalisation comprend un deuxième écran 222, distinct du premier écran 212 et situé d’un côté de l’axe optique 208 qui est opposé à celui où se trouve le premier écran 212. Le deuxième écran 222 est configuré pour bloquer les rayons lumineux 214.2 émis vers l’avant par la source lumineuse, non-réfléchis par la surface réfléchissante et passant outre le premier écran 212. A cet effet, le deuxième écran 222 comprend une face arrière 222.1 récoltant ces rayons 214.2. Similairement au premier écran 212, le deuxième écran 222 s’étend suivant une direction principale transversale, avantageusement perpendiculaire, à l’axe optique 208. Il comprend une face d’extrémité 222.2 en vis-à-vis des rayons 216 réfléchis par la surface réfléchissante 206.2 du collecteur 206. Cette face d’extrémité 222.2 est directement adjacente à la face arrière 222.1. Elle est inclinée par rapport à l’axe optique 208 davantage que les rayons réfléchis 216 les plus proches, c’est-à-dire directement adjacents à la face en question, de manière à éviter ces rayons en question. En d’autres termes, ces rayons passent devant l’arête formée par l’intersection de la face arrière 222.1 avec la face d’extrémité 222.2, sans rencontrer ladite face d’extrémité 222.2. Ces rayons ne sont ainsi pas déviés. Seuls les rayons directs 214.2, émis vers l’avant directement par la source lumineuse, rencontrant la face arrière 222.1 du deuxième écran sont bloqués par absorption, réflexion ou une combinaison des deux.
La correspond essentiellement à la , à savoir une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon le troisième mode de réalisation de l’invention, illustrant les inclinaisons des faces d’extrémités des premier et deuxième écrans 212 et 222.
On peut observer que les rayons 216 réfléchis par la surface réfléchissante 206.2 du collecteur 306 présentent des angles d’inclinaison α1 et α2 par rapport à l’axe optique 208, l’angle α1 concernant les rayons passant en dessous de l’axe optique 208 et l’angle α2 concernant les rayons passant au-dessus de l’axe optique 208. La face d’extrémité 212.2 du premier écran 212, situé en dessous de l’axe optique 208 est inclinée d’un angle β1> α1. Similairement, la face d’extrémité 222.2 du deuxième écran 222, situé au-dessus de l’axe optique 208 est inclinée d’un angle β2> α2. Pour les deux faces d’extrémité 212.2 et 222.2, les inclinaisons sont considérées par rapport à une arête correspondant à l’intersection de la face arrière 212.1 ou 222.1 avec la face d’extrémité 212.2 ou 222.2. En d’autres termes, les inclinaisons β1 et β2 de chacune des faces d’extrémité 212.1 et 222.1 sont telles que chacune desdites faces s’éloigne progressivement des rayons réfléchis 216 passant directement devant l’arête formée par l’intersection de la face arrière 212.1 ou 222.1 avec la face d’extrémité 212.2 ou 222.2, en s’éloignant de ladite arête dans la direction de propagation des rayons réfléchis 216.
La est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du troisième mode de réalisation du module lumineux ( ) sont utilisés pour désigner les mêmes éléments ou éléments correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans le cadre du troisième mode de réalisation.
Le module lumineux 302 selon le quatrième mode de réalisation se distingue du troisième mode de réalisation, essentiellement en ce que les faces d’extrémité 312.2 et 322.2 des premier et deuxième écrans 312 et 322, respectivement, ne sont pas inclinées davantage que les rayons réfléchis 316 passant à proximité desdits faces mais présentent des propriétés d’absorption de la lumière, exprimées par un taux de réflectance pour la lumière visible inférieur ou égal à 30%, préférentiellement 20%, plus préférentiellement encore 10%. Cela signifie que les rayons réfléchis 316 d’extrémités du faisceau lumineux dirigé vers la lentille 310 rencontrant les faces d’extrémité 312.2 et 322.2 sont absorbés, du moins majoritairement. S’il y a des réflexions, celles-ci sont minoritaires et négligeables.
La est une représentation schématique, en vue de côté, d’un module lumineux selon un cinquième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du quatrième mode de réalisation du module lumineux ( ) sont utilisés pour désigner les mêmes éléments ou éléments correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans le cadre du quatrième mode de réalisation.
Le module lumineux 402 selon le cinquième mode de réalisation se distingue du quatrième mode de réalisation, essentiellement en ce que la face d’extrémité 422.2 du deuxième écran 422 est arrondie et réfléchissante.
Comme cela est visible à la , les rayons directs 414.2 rencontrant la face d’extrémité 422.2 sont réfléchis vers une partie inférieure, en l’occurrence la moitié inférieure, de la lentille de projection 410. L’inclinaison des rayons réfléchis est telle que ces rayons vont être projetés vers une partie basse du faisceau lumineux. En référence à la illustrant l’image lumineuse du faisceau d’éclairage produit un module lumineux tel que celui de la mais aussi des figures 5 à 10, les rayons réfléchis par la face d’extrémité 422.2 du deuxième écran vont, une fois projetés par la lentille de projection 410, participer à la formation de l’image lumineuse à distance du bord de coupure horizontale. Ces rayons ne vont donc pas perturber de manière significative l’image lumineuse produite. Cette mesure permet par ailleurs d’optimiser le rendement lumineux en récupérant de la lumière sinon perdue. Les propriétés réflectives de la face d’extrémité peuvent aussi être obtenues facilement lorsque l’écran est réalisé en un matériau naturellement réflectif comme l’aluminium.
La est une représentation schématique, en vue du haut, du module lumineux selon le cinquième mode de réalisation de l’invention, tout en s’appliquant à chacun des différents modes de réalisation de l’invention.
On peut observer que le premier écran 412 présente une largeur, suivant une direction perpendiculaire à l’axe optique 408, qui est limitée et déterminée par le faisceau lumineux formé par les rayons 414 émis vers l’avant directement par la source lumineuse 404 et susceptibles de rencontrer la lentille 410. On observe également que le deuxième écran 422 présente une largeur, suivant la direction perpendiculaire à l’axe optique 408, qui est plus importante que celle du premier écran 412, déterminée par le faisceau lumineux formé par les rayons 416 réfléchis par la surface réfléchissante 406.2 du collecteur 406, et susceptibles de rencontrer la lentille 410. A cet effet, le deuxième écran 422 peut présenter un profil courbe dans le plan de la vue de la . Dans ce cas, la face arrière 422.1 du deuxième écran présente un profil courbe concave.
La est une représentation en perspective de réalisation d’un écran avec une face d’extrémité inclinée et intégralement formé avec un radiateur de refroidissement, comme dans la deuxième mode de réalisation aux figures 5 et 6.
On peut observer à la une platine 118 supportant plusieurs sources lumineuses 104 et un écran 112 disposé à l’avant de chacune des sources lumineuses 104. En l’occurrence les écrans 112 sont intégralement formés avec un dissipateur de chaleur en matériau conducteur de la chaleur comme de l’aluminium ou une matière plastique spécifique. La géométrie de l’écran 112 situé au centre de la figure est schématisée par une enveloppe en forme de U renversé. On peut observer l’inclinaison d’un angle β1.
La est une représentation en perspective de réalisation d’un écran avec une face d’extrémité inclinée et intégralement formé avec un radiateur de refroidissement, comme dans la deuxième mode de réalisation aux figures 5 et 6, en alternative à la .
On peut observer que la face d’extrémité 112.2 présente une inclinaison d’un angle β1 plus grand qu’à la . Aussi, la face d’extrémité 112.2 est confondue avec une face avant de l’écran contrairement à la où l’écran présente une face avant distincte.
De manière générale, les différents modules lumineux décrits ci-avant peuvent être intégrés dans un dispositif d’éclairage en combinaison avec d’autres modules lumineux. Aussi, pour des raisons de clarté d’exposé, la source lumineuse et le collecteur sont présentés, chacun, comme uniques. Il est toutefois entendu que certains modules lumineux selon l’invention peuvent comprendre plusieurs sources lumineuses et/ou plusieurs collecteurs, en particulier plusieurs collecteurs disposés côte-à-côte ayant chacun une source lumineuse et un écran associé.

Claims (16)

  1. Module lumineux (2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402) comprenant :
    - une source lumineuse (4 ; 104 ; 204 ; 304 ; 404) apte à émettre des rayons lumineux;
    - un collecteur (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406) avec une surface réfléchissante (6.2 ; 102.6 ; 202.6 ; 302.6 ; 402.6) configurée pour collecter et réfléchir une partie des rayons lumineux, dits rayons lumineux réfléchis, en un faisceau lumineux réfléchi suivant un axe optique (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408) du module lumineux;
    - un système optique (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410) configuré pour projeter au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi en un faisceau lumineux projeté en imageant une partie de la surface réfléchissante (6.2 ; 102.6 ; 202.6 ; 302.6 ; 402.6) située, suivant une direction générale de propagation du faisceau lumineux réfléchi suivant l’axe optique (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408), à l’arrière de la source lumineuse (4 ; 104 ; 204 ; 304 ; 404) ;
    - un écran (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412) situé à l’avant de la source lumineuse (4 ; 104 ; 204 ; 304 ; 404), suivant la direction générale de propagation du faisceau lumineux suivant l’axe optique (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408), avec une face arrière (12.1 ; 112.1 ; 212.1 ; 312.1 ; 412.1) agencée de manière à récolter des rayons lumineux directs (14 ; 114 ; 214.1 ; 314.1 ; 414.1) émis vers l’avant par la source lumineuse (4 ; 104 ; 204 ; 304 ; 404) et non-réfléchis par la surface réfléchissante (6.2 ; 102.6 ; 202.6 ; 302.6 ; 402.6) ;
    caractérisé en ce que
    l’écran (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412) comprend une face d’extrémité (12.2 ; 112.2 ; 212.2 ; 312.2 ; 412.2), à une extrémité libre de l’écran et en vis-à-vis des rayons lumineux réfléchis (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416), agencée de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis et/ou à absorber une partie desdits rayons lumineux réfléchis.
  2. Module lumineux (6) selon la revendication 1, dans lequel la face d’extrémité (12.2) de l’écran (12) présente une longueur, suivant la direction générale de propagation du faisceau lumineux suivant l’axe optique (8), inférieure ou égale à 1mm, permettant d’éviter les rayons lumineux réfléchis (16).
  3. Module lumineux (102 ; 202) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les rayons réfléchis présentent une inclinaison par rapport à l’axe optique, et dans lequel la face d’extrémité (112.2 ; 212.2) de l’écran (112 ; 212) présente une inclinaison, par rapport à l’axe optique, supérieure à l’inclinaison des rayons réfléchis (116 ; 216) adjacents à ladite face d’extrémité, de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis.
  4. Module lumineux (2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le système optique (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410) présente une zone focale (10.3 ; 110.3) située sur la surface réfléchissante (6.2 ; 102.6 ; 202.6 ; 302.6 ; 402.6) du collecteur (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406), à l’arrière de la source lumineuse (4 ; 104 ; 204 ; 304 ; 404).
  5. Module lumineux (302 ; 402) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la face d’extrémité (312.2 ; 412.2) de l’écran (312 ; 412) présente une réflectance dans le spectre lumineux visible inférieure à 0.3.
  6. Module lumineux (2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’écran (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412) est en vis-à-vis de la surface réfléchissante (6.2 ; 102.6 ; 202.6 ; 302.6 ; 402.6).
  7. Module lumineux (102 ; 202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’écran (112 ; 212 ; 312 ; 412) s’étend transversalement à l’axe optique (108 ; 208 ; 308 ; 408) depuis une platine (118 ; 218 ; 318 ; 418) supportant la source lumineuse (104 ; 204 ; 304 ; 404).
  8. Module lumineux (102) selon la revendication 7, dans lequel l’écran (112’) est une excroissance d’un radiateur (120) de refroidissement de la source lumineuse (104), ledit radiateur étant situé sur une face de la platine (118) opposé à la source lumineuse (104).
  9. Module lumineux (202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’écran (212 ; 312 ; 412) est un premier écran situé du même côté de l’axe optique (208 ; 308 ; 408) que la source lumineuse (204 ; 304 ; 404), ledit module lumineux comprenant un deuxième écran (222 ; 322 ; 422) situé du côté opposé de l’axe optique (208 ; 308 ; 408) et à l’avant de la surface réfléchissante (206.2 ; 306.2 ; 406.2), et comprenant une face arrière (222.1 ; 322.1 ; 422.1) configurée pour récolter des rayons lumineux directs (214.2 ; 314.2 ; 414.2) émis vers l’avant par la source lumineuse (204 ; 304 ; 404), non-réfléchis par la surface réfléchissante (206.2 ; 306.2 ; 406.2) et passant à côté de la face d’extrémité (212.2 ; 312.2 ; 412.2) du premier écran (212 ; 312 ; 412) et entre cette face d’extrémité et la surface réfléchissante.
  10. Module lumineux (202 ; 302 ; 402) selon la revendication 9, dans lequel le deuxième écran (222 ; 322 ; 422) comprend une face d’extrémité, (222.2 ; 322.2 ; 422.2) à une extrémité libre du deuxième écran et en vis-à-vis des rayons lumineux réfléchis (216 ; 316 ; 416), agencée de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis, à absorber et/ou réfléchir vers une moitié inférieure du faisceau lumineux réfléchi lesdits rayons lumineux réfléchis.
  11. Module lumineux (202) selon la revendication 10, dans lequel les rayons réfléchis présentent une inclinaison par rapport à l’axe optique, et dans lequel la face d’extrémité (222.2) du deuxième écran (222) présente une inclinaison, par rapport à l’axe optique, supérieure à l’inclinaison des rayons réfléchis (216) adjacents à ladite face d’extrémité, de manière à être à l’écart desdits rayons lumineux réfléchis.
  12. Module lumineux (302) selon la revendication 10, dans lequel la face d’extrémité (322.2) du deuxième écran (322) présente une réflectance dans le spectre lumineux visible inférieure à 0.3.
  13. Module lumineux (402) selon la revendication 10, dans lequel la face d’extrémité (422.2) du deuxième écran (422) présente une courbure convexe apte à réfléchir vers la moitié inférieure du faisceau lumineux les rayons lumineux réfléchis.
  14. Module lumineux (202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 9 à 13, dans lequel le deuxième écran (222 ; 322 ; 422) est situé à l’avant de la surface réfléchissante (206.2 ; 306.2 ; 406.2) du collecteur (206 ; 306 ; 406).
  15. Module lumineux (202 ; 302 ; 402) selon l’une des revendications 9 à 14, dans lequel le deuxième écran (222 ; 322 ; 422) est supporté par le collecteur (206 ; 306 ; 406).
  16. Projecteur de véhicule comprenant un module lumineux selon l’une des revendications précédentes.
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