Brevet FR2917484A1 — publié le 20081219

Module optique pour dispositif d'éclairage automobile. La présente invention a pour objet un module optique pour dispositif d'éclairage automobile du type projecteur. Elle s'applique plus particulièrement aux modules optiques appelés modules elliptiques comprenant une source de lumière associée à un réflecteur et fermé par un élément dioptrique du type lentille convergente, par exemple une lentille de type plan-convexe, lentille de Fresnel. L'invention s'intéresse aussi aux modules optiques équipés d'un cache fixe ou mobile apte à intercepter au moins partiellement, selon sa position, le faisceau lumineux émis par l'ensemble source lumineuse/réflecteur. La forme du bord supérieur du cache permet de délimiter la coupure voulue dans le faisceau par imagerie avec la lentille convergente. Pour plus de détails sur les modules à cache mobile, on peut notamment se reporter aux brevets EP 1 197 387, EP 1 422 471 ou EP 1 442 472. Le cache mobile, sur commande et grâce à la présence d'un moteur, peut prendre différentes positions par rapport à la source lumineuse, dont au moins une position dite active optiquement, c'est-à-dire une position où il occulte effectivement une partie du faisceau lumineux, notamment pour que le module émette un faisceau à coupure, comme un faisceau de type croisement (coupure oblique) ou anti-brouillard (coupure horizontale). Le cache peut ainsi présenter une ou plusieurs positions actives , par exemple deux, une pour la fonction croisement trafic à droite et une pour la fonction trafic à gauche, et aussi une fonction dite passive où il n'occulte pas le faisceau lumineux, permettant ainsi au module d'émettre des faisceaux lumineux sans coupure du type faisceau de route. Pour des exemples de modules à cache fixe, on peut se rapporter notamment au brevet FR 2 75 4039, qui décrit des modules aptes à émettre des faisceaux de croisement ou anti-brouillard par exemple. Il est déjà connu du brevet EP 1 746 340 un module elliptique avec cache, qui est en outre muni d'une plieuse , c'est-à-dire un élément à 2 fonction optique qui est apte à dévier les rayons émis par la source ou réfléchis par le réflecteur. Dans ce brevet, la plieuse est une surface réfléchissante disposée entre le cache et la source lumineuse, et qui peut faire partie intégrante du cache lui-même. L'invention a pour but un module optique, par exemple un module elliptique, qui offre des performances optiques améliorées, et plus particulièrement des performances améliorées dans le cadre de l'émission d'un faisceau sans coupure de type route. L'invention a tout d'abord pour objet un module optique pour dispositif d'éclairage de véhicule automobile comprenant - un réflecteur définissant un axe optique, - un élément dioptrique, - une source lumineuse disposée entre le réflecteur et l'élément dioptrique, - une plieuse disposée entre la source et l'élément dioptrique et comportant un bloc transparent dont le bord supérieur est muni au moins partiellement d'un revêtement réfléchissant. On comprend par bloc transparent le fait qu'il peut être traversé par des rayons lumineux sans perturber de façon très significative leur direction ou leur intensité. Ce bloc peut ainsi être en verre, ou être en plastique transparent, le choix se faisant notamment en prenant en compte les contraintes thermiques régnant dans le module (différentes selon le type de source lumineuse utilisée). On comprend par revêtement réfléchissant une couche réfléchissante qui peut être déposée, par exemple par une technique de dépôt sous vide, sur le bord du bloc transparent, ou qui peut être rapportée sur ce bord par tout moyen. (Ce revêtement est avantageusement réfléchissant sur au moins une de ses faces, notamment sa face supérieure une fois la plieuse en position de montage, et notamment réfléchissant sur ses deux faces.) L'invention propose ici une nouvelle conception de plieuse qui est très avantageuse : la partie active de la plieuse, c'est-à-dire le revêtement réfléchissant, étant soutenue par ce bloc transparent n'interférant 3 pas, ou très peu, avec les rayons lumineux émis par la source, on n'a pas les effets parasites d'un support qui serait, par exemple, en métal. De préférence, le module optique est destiné à émettre au moins un faisceau sans coupure de type route, la plieuse déviant vers le haut au moins certains des rayons émis par la source et/ou réfléchis par le réflecteur afin d'accroître l'intensité maximale dudit faisceau. Le module peut donc être simplement un module mono fonction : un module route seulement. C'est dans le contexte de l'émission d'un faisceau route que ce type de plieuse est en effet très intéressant, puisque le bloc transparent support n'intercepte quasiment pas la lumière, et ne va pas créer une coupure involontaire. C'est aussi dans ce contexte que son utilisation est la plus inattendue : en effet, c'est dans une configuration route que la conception d'un module est la plus simple : on n'a pas besoin de cache pour faire une coupure. Or ici on a quand même ajouté cette plieuse, et il s'est avéré, de façon surprenante, que sa présence avait un impact très positif sur la valeur d'intensité maximale obtenue dans le faisceau. De préférence, le bloc transparent est disposé substantiellement perpendiculairement à l'axe optique du module. Selon une variante, une partie d'une des parois latérales du bloc transparent est rendue opaque, ou diffusante, notamment par métallisation locale ou par dépoli ou par association avec un élément occultant. On choisit de préférence, dans cette variante, d'opacifier plutôt le bloc dans sa partie inférieure : cette opération a pour but, éventuellement, de replacer un cache statique, parfois présent même pour faire des faisceaux route, afin de le délimiter nettement. Le bloc transparent peut avoir des parois latérales parallèles entre elles : c'est son mode de réalisation le plus simple. On peut ainsi avoir un bloc qui est simplement substantiellement sous la forme d'un parallélépipède. On peut aussi avoir un bloc dont au moins une de ses parois latérales est courbe. Dans ce cas là, et contrairement à ce qui a été énoncé précédemment, on va modifier la forme de la paroi de façon à ce que le bloc transparent puisse jouer un rôle optique, à la manière d'une lentille, et notamment influencer la répartition photométrique du faisceau émis par le module. 4 Le bloc transparent peut avoir un bord supérieur plan : c'est son mode de réalisation le plus simple. Mais on peut aussi envisager qu'il soit courbe au moins localement, notamment selon la longueur. Là encore, c'est un paramètre sur lequel on peut jouer pour influencer sur la répartition photométrique du faisceau émis. Selon une variante, le module est un module multi-, notamment bi fonctions. Dans ce cas, il comprend également un cache, qui est disposé entre la plieuse et l'élément dioptrique : le cache est notamment monté mobile entre au moins une position active optiquement et une position escamotée. La position active optiquement du cache correspond à l'émission par le module d'un faisceau à coupure, notamment de type code, (On comprend par position active optiquement une position du cache telle qu'il intercepte une partie des rayons émis directement par la source ou réfléchis par le réflecteur), et sa position escamotée correspond à l'émission par le module d'un faisceau sans coupure de type route. Il peut alors être préférable que le cache soit apte à rendre la plieuse inefficace optiquement quand il est en position optiquement active. On comprend par plieuse inefficace optiquement le fait que le cache puisse soit intercepter les rayons réfléchis par la plieuse, et/ou que la configuration cache /plieuse soit telle que les rayons réfléchis par la plieuse et qui ne seraient pas interceptés par le cache constituent un apport négligeable dans la constitution du faisceau émis par le module, notamment parce que les rayons réfléchis par la plieuse sont perdus , c'est-à-dire qu'ils passent au dessus du cache mais n'entrent pas ensuite dans l'élément dioptrique (car trop hauts ), et/ou parce qu'ils entrent dans l'élément dioptrique mais qu'ils en ressortent de façon diffuse, étant défocalisés par rapport à l'élément dioptrique, se retrouvant notamment dans la partie inférieure du faisceau du module et n'en constituant qu'un apport minime). Pour ce faire, une possibilité est que le cache ait, en position optiquement active, son bord supérieur à une hauteur telle par rapport à celle du bord supérieur du bloc de la plieuse qu'elle intercepte la majorité des rayons réfléchis par la face supérieure du revêtement réfléchissante de celle-ci. L'élément dioptrique est notamment une lentille. La source lumineuse équipant le module peut être une lampe à filament, 5 ou une lampe à arc de type xénon, ou encore une diode électroluminescente ou un groupe de diodes électroluminescentes. L'invention a également pour objet tout projecteur pour véhicule automobile qui comprend un module optique tel que décrit plus haut. L'invention sera détaillée en se référant à la description ci-dessous 10 d'exemples de réalisation non limitatifs et aux figures en annexe qui les illustrent : - La figure 1 est une représentation schématique un module elliptique mono fonction destiné à émettre un faisceau de type route selon l'art antérieur 15 - La figure 2 est une représentation schématique un module elliptique mono fonction destiné à émettre un faisceau de type route selon une première variante de l'invention, - Les figures 3 et 4 sont les représentations simplifiées des isolux des faisceaux route obtenus respectivement par le module selon la figure 1 et par 20 le module selon la figure 2 - La figure 5 est une représentation d'une autre de plieuse selon l'invention. - La figure 6 est une représentation schématique d'un module elliptique mono fonction destiné à émettre un faisceau de type route selon une 25 seconde variante de l'invention, - Les figures 7 , 8 et 9 sont des représentations schématiques un module elliptique bi fonction destiné à émettre un faisceau de type code et de type route, selon une troisième variante de l'invention, Toutes ces figures sont volontairement très simples et pas 30 nécessairement à l'échelle pour en faciliter la lecture. 6 On comprend dans tout le présent texte les termes avant , arrière , haut , bas , supérieur ou inférieur d'après la position du module une fois intégré éventuellement dans un projecteur et monté sur un véhicule en mode de fonctionnement normal. On rappelle que le module est disposé, une fois monté dans le projecteur puis dans le véhicule, et tel que représenté aux figures suivante, de façon à ce que son axe optique soit contenu dans un plan sensiblement horizontal (sensiblement, car le module peut être réglé, en effet, de façon à ce que son axe optique soit légèrement incliné, notamment vers le bas, de moins de 2 ). En référence à la figure 1, on a représenté schématiquement en section longitudinale un module selon l'art antérieur, du genre elliptique, qui comprend, disposés sur un axe optique X, un réflecteur R du genre ellipsoïdal recevant une source lumineuse S, puis une lentille L de type plan convexe. Le module est ici un module destiné à émettre un faisceau route seulement. La source lumineuse S est de tout type approprié. Il s'agit ici d'une lampe halogène. La source S se trouve au premier foyer du réflecteur. La lentille convergente L a un foyer substantiellement confondu avec le second foyer du réflecteur R. Les rayons lumineux r1, r2, r3, r4 émis par la source lumineuse S sont envoyés en direction de la lentille L ou bien directement, ou bien après réflexion sur la paroi du réflecteur R. Les rayons forment alors un faisceau lumineux. Les rayons représentés en pointillés sont les rayons moyens passant par le second foyer du réflecteur. Ici, puisqu'il s'agit de faire un faisceau route, il n'y a aucun élément occultant de type cache apte à faire une coupure. Est cependant représenté, de façon connue, un cache statique Cs qui est un cadre permettant de délimiter avec netteté et précision la forme du faisceau sans coupure. La figure 2 est une section longitudinale d'un module elliptique route modifié selon l'invention (dans toutes les figures, les mêmes références représentent les mêmes composants). La seule modification par rapport au module selon la figure précédente est la présence d'un élément optique additionnel, la plieuse P, au voisinage du second foyer du réflecteur R. Cette 7 plieuse est constituée d'un bloc B en verre transparent, de forme parallélépipédique, orienté perpendiculairement à l'axe optique X dans un plan sensiblement vertical. Son bord supérieur, large d'environ 2 à 6 mm, par exemple de 4 mm, est recouvert d'un revêtement réfléchissant Re , qui est ici un dépôt d'aluminium, déposé sous vide d'une épaisseur de moins de un microns à quelque dizaines de microns. Son bord supérieur passe au niveau de ou quasiment au niveau de l'axe optique X du module. Les trajets des quatre rayons limites r'1, r'2, r'3 et r'4 ont changé : le rayon r'1 atteint le revêtement Re en venant de la partie inférieure du réflecteur, il est dévié vers le bas puis rentre dans la lentille pour contribuer à la partie basse du faisceau. Le rayon r'2 traverse successivement les deux parois latérales du bloc en verre B : il ressort de B dans la même orientation avec laquelle il y était entré. Le rayon r'4 frappe le revêtement réfléchissant Re en provenant de la partie supérieure du réflecteur R : il est dévié vers le haut avant de traverser la lentille L et contribuer à la partie haute du faisceau. Le rayon r'3 passe au dessus de la plieuse P et n'est donc pas affecté. La figure 3 est un isolux du faisceau route obtenu avec le module selon l'art antérieur de la figure 1 : Son éclairement maximum est de 115 Lux à 25 mètres, pour un flux total de 1660 lumen. La courbe d'iso éclairement maximale Cmax représentée sur la figure 3 correspond à un niveau de 64 Lux. La figure 4 est un isolux du module selon l'invention de la figure 2. Son éclairement maximum est de 170 Lux à 25 mètres pour un flux total de 1630 lumen. La courbe d'iso éclairement maximale Cmax' représentée sur la figure 4 correspond à un niveau de 128 Lux. On déduit de la comparaison de ces valeurs que l'intensité maximale du faisceau selon l'invention est augmentée de 48%, avec une perte de flux qui n'est que de ù 2%. La plieuse a donc un effet très bénéfique sur les valeurs d'intensité lumineuse maximales d'un faisceau route. Et cet avantage est bien supérieur à la légère perte de flux induite (qui est notamment due au fait qu'il y a des pertes dans les rayons de type r'2, qui traversent le bloc en verre, et aux 8 pertes également subies par les rayons déviés par le revêtement réfléchissant, qui n'est pas réfléchissant à 100% mais également un peu absorbant). La figure 5 montre une variante de plieuse selon l'invention : la paroi la plus avale du bloc B par rapport à l'axe optique X du module est munie en partie basse d'un revêtement BI opacifiant. Ce revêtement peut remplacer, en partie inférieure, le cache statique Cs évoqué plus haut. II peut aussi permettre d'améliorer ou d'ajuster plus précisément la répartition lumineuse du faisceau. La figure 6 montre une seconde variante de module selon l'invention : la seule différence avec la variante selon la figure 2 est le fait qu'ici la source lumineuse S n'est pas une lampe à filament mais une diode électroluminescente, dont la surface émittrice est tournée en sens opposé à celui de l'axe optique X : les rayons émis dans un demi plan sont réfléchis par le réflecteur, puis certains d'entre eux , soit arrivant par en haut ou par en bas, sont déviés par la plieuse selon le même principe qu'à la figure 2 . Ici, on n'a donc pas de lumière directe émise par la source qui peut atteindre la plieuse ou la lentille, mais uniquement de la lumière indirecte, déjà réfléchie par le réflecteur R. Les figures 7, 8 et 9 se rapportent à une troisième variante de module selon l'invention : un module bi fonction code/route. Par rapport aux figures 2 et 6, il y a deux différences. D'une part, ici la source est une lampe xénon. Le fait que cette lampe émette une lumière aux caractéristiques différentes en haut et en bas expliquent que le réflecteur R est un peu différent, avec notamment une partie basse plus plate car moins utile optiquement que dans les cas précédents. D'autre part, il y a ici un cache C mobile, disposé entre la plieuse P et la lentille L, à proximité immédiate de la plieuse P. Les figures le montrent dans différentes positions. A la figure 7, le cache C (qui est en fait un double cache, de section en forme approximativement d'un V, tel que décrit par exemple dans le brevet FR 07 01290 déposé le 22 février 2007) est en position haute, une position optiquement active capable de créer selon la forme de son bord supérieur la 9 coupure de type code dans le faisceau, de façon connue (II est clair que le cache C pourra définir tout autre profil de coupure approprié). La surface réfléchissante Re de la plieuse P se trouve à proximité immédiate de l'axe optique du projecteur, sous le bord supérieur du cache C dans sa position optiquement active. En position haute, on voit de la figure 7 que le bord supérieur du cache C définissant la coupure du faisceau est au dessus du bord supérieur Bs de la plieuse: les rayons qui seraient déviés vers le haut par le revêtement réfléchissant se trouvent alors pour la plupart interceptés par le cache, ceux qui arrivent à passer au dessus du cache tendent à se perdre au dessus de la lentille L ou à ne contribuer que très faiblement au faisceau : quand le cache C est en position active, de part sa configuration relativement à la plieuse il la rend inefficace optiquement. . Les figures 8 et 9 représentent deux possibilités de position escamotée, passive optiquement du cache : - soit, comme représenté à la figure 8, le cache C est basculé selon un axe de rotation non représenté qui est sensiblement horizontal et perpendiculaire à l'axe optique X, - soit, comme représenté à la figure 9, le cache C est abaissé, dans un mouvement de translation dans un plan sensiblement vertical et perpendiculaire à l'axe optique X. Dans les deux cas, dans cette position escamotée, il ne joue plus de rôle optique significatif, il ne peut plus créer de coupure : on obtient un faisceau de type route. On note que dans cette variante de module bi fonction, la plieuse selon l'invention est statique, et n'est pas solidarisée au cache, bien qu'à son voisinage immédiat, devant celui-ci. Le déplacement du cache est réalisé par tout moyen approprié, notamment à l'aide d'un moteur électrique piloté par une commande du tableau de bord ou de façon automatique. Des variantes et d'autre modes de construction sont encore possibles. 10 Les moyens de déplacement du cache sont pilotés par tout moyen approprié automatique ou manuel. Egalement, le module bi fonction peut être couplé avec un dispositif de commutation automatique d'un type de faisceau à un autre, comme par 5 exemple celui qui est décrit dans le brevet FR 2 877 892. REVENDICATIONS 1- Module optique (M) pour dispositif d'éclairage de véhicule automobile comprenant - un réflecteur (R) définissant un axe optique, - un élément dioptrique (L), - une source lumineuse (S) disposée entre le réflecteur et l'élément dioptrique, - une plieuse (P) disposée entre la source et l'élément dioptrique et 10 comportant un bloc transparent (B) dont le bord supérieur (Bs) est muni au moins partiellement d'un revêtement réfléchissant (Re). 2- Module selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est destiné à émettre au moins un faisceau sans coupure de type route, la 15 plieuse (P) déviant vers le haut au moins certains des rayons émis par la source et/ou réfléchis par le réflecteur (R) afin d'accroître l'intensité maximale dudit faisceau. 3- Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 20 le bloc (B) transparent est disposé substantiellement perpendiculairement à l'axe optique (Ox) du module (M). 4- Module selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins une partie d'une des parois latérales du bloc transparent (B) est rendue 25 opaque, ou diffusante, notamment par métallisation locale (B1) ou par dépoli ou par association avec un élément occultant. 5- Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc transparent (B) a des parois latérales parallèles entre elles, ou au 30 moins une de ses parois latérales qui est courbe. 12 6- Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc transparent (B) a un bord supérieur (Bs) plan ou au moins courbe localement. 7- Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend également un cache (C) disposé entre la plieuse (P) et l'élément dioptrique (L). 8- Module selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le cache (C) est monté mobile entre au moins une position active optiquement et une position escamotée. 9- Module selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la position active optiquement du cache (C) correspond à l'émission par le module d'un faisceau à coupure, notamment de type code, et en ce que sa position escamotée correspond à l'émission par le module d'un faisceau sans coupure de type route. 10- Module selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le cache (C) rend la plieuse (P) inefficace optiquement quand il est en position optiquement active. 11- Module selon l'une des revendications 8 à 10 précédentes, caractérisé en ce que le cache (C) a, en position optiquement active, son bord supérieur à une hauteur telle par rapport à celle du bord supérieur du bloc (B) de la plieuse (P) qu'elle intercepte la majorité des rayons réfléchis par la face supérieure du revêtement réfléchissante (Re) de celle-ci. 12- Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source lumineuse (S) est une lampe à filament ou une lampe à arc de type xénon ou une diode électroluminescente ou un groupe de diodes électroluminescentes 13 13- Projecteur pour véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comprend un module optique (M) selon l'une quelconque des revendications précédentes.5