Brevet FR2907535A1 — publié le 20080425

ELEMENT OPTIQUE POUR PHARE DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un élément optique pour un phare de véhicule automobile, le phare de véhicule automobile comprenant au moins une source lumineuse et une lentille, sachant qu'entre la lentille et au moins une source lumineuse est disposé l'élément optique au moins partiellement à réflexion totale, dans lequel de la lumière est couplée sur une surface de couplage de lumière depuis au moins une source lumineuse et sachant que la lumière couplée est découplée sur une surface de découplage de lumière depuis l'élément optique et est émise depuis la lentille dans une zone se trouvant devant le phare du véhicule automobile et sachant que la surface de découplage de la lumière de l'élément optique est disposée au-dessus de l'axe optique de la lentille, la surface de découplage de l'élément optique en coupes horizontales étant une courbe cintrée de manière concave au moins sur un côté du plan vertical à travers l'axe optique de la lentille. Par ailleurs, la présente invention concerne un phare de véhicule automobile cité précédemment avec un élément optique. Dans le cas de ces phares de véhicule, la lumière d'une ou de plusieurs sources lumineuses est dirigée sur une lentille à travers au moins un élément optique partiellement à réflexion totale et émise depuis celle-ci dans la zone extérieure. L'élément optique comporte de ce fait une surface de couplage de la lumière typiquement plane, mais le cas échéant aussi 2907535 2 de configuration différente pour la lumière à partir de la ou des sources lumineuses. Dans le cas de la surface de découplage il s'agit d'une surface habituellement plane, à travers laquelle 5 la lumière provenant de l'élément optique est découplée. La disposition de la source lumineuse et de l'élément optique au-dessus de l'axe optique de la lentille permet d'obtenir que l'image lumineuse est 10 abaissée par rapport une horizontale, de sorte que les prescriptions légales sont remplies et qu'un éblouissement de la circulation à contrevoie est évité. Dans le cas de phares de véhicule avec une lentille solidement fixée, on est confronté, en 15 particulier dans le cas de lentilles avec une petite focale (environ 25 mm), au problème que la lumière est dispersée dans une zone sur la ligne clair-obscur prescrite par la loi, ce qui peut provoquer un éblouissement de la circulation à contrevoie. C'est 20 pour cette raison que des mesures supplémentaires, comme par exemple des filtres, sont utiles pour supprimer ces rayons lumineux gênants provenant de l'image lumineuse. Pour produire une lumière courbe dans des 25 véhicules automobiles, il est prévu dans le cas de solutions spécifiques, que la lentille - il s'agit alors la plupart du temps de lentilles avec une surface plane ainsi qu'avec une surface asphérique, sachant qu'en général la surface asphérique est à symétrie de révolution par rapport à l'axe optique de la lentille - est basculée autour d'un axe 2907535 3 essentiellement vertical. De cette manière, l'image lumineuse peut être basculée en même temps conformément à la courbe. Normalement, il en ressort que cela arrive dans 5 le cas d'un basculement de ces lentilles typiques dans la disposition décrite ci-dessus lorsque les feux de croisement fonctionnent dans une zone au-dessus de la ligne clair-obscur (ligne HD). Cet effet se fait remarquer défavorablement surtout dans le cas d'un 10 braquage courbe dans le sens du côté conducteur - c'est-àdire dans le cas d'un phare pour circulation à droite dans une courbe à gauche et inversement - étant donné que du côté conducteur un noeud essentiellement horizontal est prescrit pour la frontière clair-obscur, 15 qui se trouve à peu près à 0,57 en-dessous de l'horizontale. Cela résulte du basculement de la lentille en un défaut d'alignement angulaire en particulier du noeud côté conducteur de la frontière clair-obscur vers le haut. 20 Le document EP 1 357 333 A2 montre un élément optique comme cité précédemment pour une unité de lumière avec une lentille rigide. Cet élément optique permet d'éliminer les problèmes compte tenu des prescriptions légales sur l'image lumineuse pour une 25 lentille rigide. La configuration de la surface de découplage de l'élément optique rend inutile l'installation d'éléments de construction supplémentaires comme des filtres, etc. dans le phare pour protéger des rayons 30 lumineux gênants. 2907535 4 Tous les rayons, qui arrivent du reste dans une zone inférieure de la lentille du phare du véhicule et de là seraient émis vers le haut dans une zone sur la ligne HD acceptable, sont diffractés de là vers le 5 haut dans le cas de la surface de découplage indiquée, pénètrent dans une zone supérieure à travers la lentille et sont diffractés depuis celle-ci vers le bas dans une zone dessous la ligne HD. C'est un objectif de l'invention de modifier un 10 phare de véhicule décrit ci-dessus ou un élément optique décrit précédemment, de telle manière que les prescriptions légales concernant l'image lumineuse soient respectées également en cas de basculement de la lentille pour produire une lumière courbe. 15 Cet objectif est rempli avec un élément optique précédemment cité par le fait que selon l'invention, dans le cas d'un phare de véhicule dans lequel la lentille peut basculer autour d'un axe essentiellement vertical, la courbure de la courbe, correspond 20 essentiellement à la courbure de champ ou à la ligne focale de la lentille dans une position basculée prédéterminable, de préférence dans la position de bascule latérale maximum de la lentille. Avec cette configuration de la surface de 25 découplage de la lumière, il est également possible d'obtenir une image lumineuse optimale dans le cas d'une lentille basculée. En principe, cela suffit lorsque la surface de découplage comporte simplement une modification selon 30 l'invention sur un côté du plan vertical à travers l'axe optique et sur l'autre côté la surface de 2907535 5 découplage est plane par exemple. De cette manière, l'éblouissement de la circulation à contre-voie est évité de manière sure. Dans le cas d'un phare de feu de croisement pour circulation à droite par exemple 5 une modification du côté droit de la surface de découplage de la lumière est en principe suffisante. Il est particulièrement avantageux normalement, lorsque la surface de découplage des deux côtés du plan vertical est une courbe cintrée de manière 10 concave à travers l'axe optique de la lentille. Cela permet d'utiliser un phare de feu de croisement aussi bien pour la circulation à droite qu'à gauche et d'éviter en outre un éblouissement de la circulation routière également côté passager. D'autre part une 15 telle modification bilatérale est nécessaire sur les antibrouillards. Dans un mode de réalisation concret de l'invention, la surface de découplage est limitée sur toute son étendue verticale par des courbes 20 superposées et cintrées de manière identique. Par conséquent, il s'agit dans le cas de la surface de découplage de la lumière d'une surface qui comporte dans le sens horizontal une courbure concave mais aucune courbure dans le sens vertical. Une courbure 25 dans le sens vertical n'est pas nécessaire mais peut être favorable dans des cas spécifiques. L'invention se rapporte également à un phare de véhicule automobile comprenant au moins une source lumineuse et une lentille sachant que la lentille peut 30 basculer autour d'un axe essentiellement vertical et entre la lentille et au moins une source lumineuse est 2907535 6 disposé un élément optique précédent au moins partiellement à réflexion totale, dans lequel de la lumière provenant d'au moins une source lumineuse est couplée sur une surface de couplage de lumière et 5 sachant que la lumière couplée est découplée sur une surface de découplage de lumière depuis l'élément optique et émise depuis la lentille dans une zone se trouvant devant le phare de véhicule et sachant que la surface de découplage de la lumière de l'élément 10 optique est disposée au-dessus de l'axe optique de la lentille. L'invention est expliquée en détail ci-après au moyen du dessin. Dans celuiûci : la figure 1 montre une représentation schématique 15 d'un phare de véhicule selon l'invention, la figure 2 : une vue détaillée d'un élément optique sur un module DEL, Figure 3 : des rayons sélectionnés dans un phare de véhicule selon l'invention dans une coupe verticale 20 à travers l'axe optique de la lentille, Figure 4 : des rayons sélectionnés dans un phare de véhicule avec un élément optique habituel dans une coupe verticale à travers l'axe optique de la lentille, Figure 5 : une vue en élévation sur un phare de 25 véhicule selon l'invention, sans boitier, Figure 6 : une vue de face d'un module DEL avec élément optique ajouté devant, Figure 7 : une représentation schématique de la courbe de coupe entre le plan horizontal à travers le 30 point centrale de la lentille et la coque d'image méridienne de la lentille et 2907535 7 Figure 8 : une représentation schématique de la construction de la coque d'image méridienne d'une lentille. La figure 1 montre schématiquement un phare de 5 véhicule 2 selon l'invention, avec une source lumineuse 3 et une lentille 5. Dans l'exemple montré, il s'agit d'un phare 2 pour lumière courbe, dans lequel la lentille 5 peut basculer à droite et à gauche autour d'un axe vertical 6. Dans le cas de la 10 source lumineuse 3 il s'agit dans cet exemple d'une ou de plusieurs diodes luminescentes, qui sont agencées sur une carte à circuits imprimés DEL 7. Le phare de véhicule 2 est alors représenté en position de montage dans un véhicule. 15 Entre la lentille 5 et la source lumineuse 3 est disposé un élément optique 1 au moins partiellement à réflexion totale, dans lequel de la lumière de la source lumineuse 3 est couplée sur une surface de couplage de lumière la. La lumière couplée se découple 20 sur une surface de découplage de lumière lb à partir de l'élément optique 1 et est émise à travers la lentille 5 dans une zone se trouvant devant le phare de véhicule 2. La surface de découplage de lumière lb de l'élément optique 1 est alors agencée au-dessus de 25 l'axe optique 4 de la lentille 5, pour obtenir une image lumineuse inclinée en fonction de cela sous l'horizontale. Dans l'exemple indiqué la source lumineuse 3 est agencée au-dessus de l'axe optique 4 de la lentille 5, 30 celle-ci peut facilement se trouver en-dessous ou à la même hauteur que l'axe optique 4, s'il est garanti que 2907535 8 la surface de découplage de la lumière lb se trouve au-dessus de l'axe optique 4. La figure 5 montre le phare 2 selon l'invention encore dans une vue en élévation, la figure 6 montre 5 une vue de face de l'élément optique 1. Les figures 3 et 4 montrent un phare de véhicule 2 dans une vue latérale, le phare de véhicule de la figure 3 disposant d'un élément optique 1 selon l'invention avec une surface de découplage de lumière 10 lb, alors que le phare 2 de la figure 4 dispose d'un élément optique habituel 1' avec une surface de découplage habituelle plane de la lumière lb', cette surface plane lb' se trouvant normalement sur l'axe optique 4 de la lentille 5. 15 Conformément à l'invention, la surface de découplage de la lumière lb de l'élément optique 1 en coupes horizontales est au moins sur un côté du plan vertical 11 à travers l'axe optique 4 de la lentille 5 une courbe 12 cintrée de manière concave (voir figure 20 1 et figure 5), dans le cas du mode de réalisation indiqué la courbure étant prévue des deux côtés du plan vertical 11. Dans le mode de réalisation indiqué de l'invention, la surface de découplage lb est limitée 25 sur toute l'étendue verticale par des courbes 12 superposées et cintrées de manière identique. Par conséquent, il s'agit dans le cas de la surface de découplage de la lumière lb d'une surface qui comporte dans le sens horizontal une courbure concave mais 30 aucune courbure dans le sens vertical. 2907535 9 La configuration selon l'invention de la surface de découplage lb permet que tous les rayons, qui, dans le cas d'une surface de découplage lb' non modifiée, parviennent dans une zone inférieure de la lentille 5 5 du phare de véhicule et soient émis de là vers le haut dans une zone au-dessus de la ligne HD acceptable, soient diffractés depuis celle-ci vers le haut, entrent dans une zone supérieure à travers la lentille 5 et soient diffractés depuis celle-ci vers le bas, 10 dans une zone en-dessous de la ligne HD, comme cela est expliqué par la suite par les figures 1, 3 et 4. Comme le montre la figure 1, dans une coupe de l'élément optique avec un plan vertical 8 on trouve un premier point 9 sur la surface de découplage de la 15 lumière lb sur le côté inférieur de l'élément optique 1 (figure 3). Le plan vertical 8 est alors incliné sous un angle différent de zéro par rapport à l'axe optique 4 de l'élément optique et coupe le contour de la surface de découplage de la lumière en dehors du 20 point de percée de l'axe optique 4 à travers la surface de découplage de la lumière. De plus on reconnaît un point 10 se trouvant dans l'élément optique 1 (figure 3). Ce point 10 se trouve dans le cas d'un élément optique habituel 1' (lequel 25 comporte du reste des dimensions identiques comme l'élément optique 1 selon l'invention) représenté comme sur la figure 4 sur la surface de découplage de la lumière lb' alors que le point 9 se trouve dans le cas de cet élément optique habituel lb' en dehors et 30 devant l'élément optique 1'. Si l'on considère maintenant la figure 4, on 2907535 10 reconnait qu'un rayon sort de l'élément optique 1' à travers le point 9 en ligne droite (ligne continue), touche la lentille 5 dans une zone inférieure et sort de celle-ci essentiellement horizontalement. Ceci est 5 également valable pour tous les autres rayons qui se trouvent devant le point 9, vu dans le sens de la lentille. Tous les rayons, qui pénètrent entre le point 10 (ligne pointillée) et le point (fictif) 9 (le rayon se 10 trouvant entre les deux est représenté par une ligne pointillée), pénètrent également dans une zone inférieure à travers la lentille 5 et sont réfractés vers le haut, dans une zone au-dessus de la ligne HD. La courbure selon l'invention dans un élément 15 optique 1 comme représenté sur la figure 3 permet de réfléchir totalement tous les rayons qui butent entre les points 9 et 10 contre le côté inférieur venant de l'intérieur sur l'élément optique 1, réfléchis totalement et réfléchis vers le haut, de sorte qu'ils 20 arrivent dans une zone supérieure de la lentille 5, d'où ils parviennent vers le bas et en-dessous de la ligne HD. L'effet selon l'invention est discuté qualitativement en position droite dans le cas d'une 25 lentille 5. Effectivement, lesdits effets se produisent avant tout lorsque la lentille est basculée hors de la position droite, également dans un phare pour un virage ou dans une position droite de la lentille 5, lorsque celle-ci présente une distance 30 focale réduite. Dans le cas d'une lentille fixe, une image 2907535 11 lumineuse optimale est obtenue, lorsque la courbure de la courbe 12 correspond à la courbure de champ ou à la ligne focale de la lentille 5 dans la position zéro. Dans le cas d'un phare de véhicule 2 pour lumière 5 courbe comme cela est représenté, dans lequel la lentille 5 peut basculer autour d'un axe 6 essentiellement vertical, qui est agencé à proximité de la surface de découplage de la lumière ou placé dans celle-ci, une image lumineuse optimale est 10 obtenue aussi dans le cas d'une lentille basculée, si la courbure de la courbe correspond essentiellement à la courbure de champ ou à la ligne focale de la lentille 5 dans une position basculée déterminable de la lentille, de préférence dans la position de bascule 15 latérale maximum de la lentille 5. La notion de ligne focale d'une lentille et de courbure de champ est expliquée brièvement dans les courbe de le point qui se diffractent dans la zone méridienne (tendue sur les points P, D Ml) à travers la lentille, se règlent 25 sur le point Bm. Si le point P est déplacé, le point associé Bm se déplace aussi. Tous les points Bm formés ainsi sont situés sur une surface - celle-ci est désignée comme "coque méridienne d'image" ou "courbure de champ". 30 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et figures 7 et 8. coupe entre le 20 central de la lentille et la coque méridienne de l'image. La coque méridienne de l'image est représentée sur la figure 8. Les rayons du point P, La ligne focale est donc la plan horizontal à travers 2907535 12 représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Elément optique (1) pour un phare de véhicule automobile (2), le phare (2) comprenant au moins une source lumineuse (3) et une lentille (5), sachant qu'entre la lentille (5) et au moins une source lumineuse (3) est disposé l'élément optique (1) au moins partiellement à réflexion totale, dans lequel de la lumière est couplée sur une surface de couplage de lumière (la) depuis au moins une source lumineuse (3) et sachant que la lumière couplée est découplée sur une surface de découplage de lumière (lb) depuis l'élément optique (1) et est émise depuis la lentille (5) dans une zone se trouvant devant le phare du véhicule automobile (2) et sachant que la surface de découplage de la lumière (lb) de l'élément optique (1) est disposée au-dessus de l'axe optique (4) de la lentille (5), la surface de découplage de la lumière (lb) de l'élément optique (1) en coupes horizontales étant une courbe (12) cintrée de manière concave au moins sur un côté du plan vertical (11) à travers l'axe optique (4) de la lentille (5), caractérisé en ce que, dans le cas d'un phare de véhicule (2) dans lequel la lentille (5) peut basculer autour d'un axe (4) essentiellement vertical, la courbure de la courbe (12), correspond essentiellement à la courbure de champ ou à la ligne focale de la lentille (5) dans une position basculée prédéterminable, de préférence dans la position de bascule latérale maximum de la lentille (5). 2907535 14 2. Elément optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de découplage de la lumière (lb) sur les deux côtés du plan vertical (11) à travers l'axe optique (4) de la lentille (5) est une 5 courbe (12) cintrée de manière concave. 3. Elément optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface de découplage de la lumière (lb) est limitée sur toute son étendue verticale par des courbes superposées (12) cintrées de 10 manière identique. 4. Phare de véhicule automobile (2) comprenant au moins une source lumineuse (3) et une lentille (5) sachant que la lentille (5) peut basculer autour d'un axe essentiellement vertical (6) et entre la lentille 15 (5) et au moins une source lumineuse (3) est disposé un élément optique (1) au moins partiellement à réflexion totale selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel de la lumière provenant d'au moins une source lumineuse (3) est couplée sur une surface de couplage 20 de lumière (la) et sachant que la lumière couplée est découplée sur une surface de découplage de lumière (lb) depuis l'élément optique (1) et émise depuis la lentille (5) dans une zone se trouvant devant le phare de véhicule (2) et sachant que la surface de découplage 25 de la lumière (lb) de l'élément optique (1) est disposée au-dessus de l'axe optique (4) de la lentille (5).