Brevet FR2986621A1 — publié le 20130809

LENTILLE POUR MODULE OPTIQUE DE VÉHICULE AUTOMOBILE L'invention est relative à une lentille pour module optique de véhicule automobile et à un module optique de véhicule automobile comprenant une telle lentille. Il est connu d'équiper un véhicule automobile avec un dispositif optique comprenant plusieurs modules d'éclairage destinés à illuminer la route à l'aide de différents faisceaux d'éclairage effectuant les fonctions code et/ou route comme décrit ci-dessous: - Afin d'effectuer la fonction code, le dispositif optique d'un premier véhicule doit générer un faisceau optique présentant une ligne de coupure horizontale, principalement située en dessous de la ligne d'horizon, pour éviter l'éblouissement des conducteurs de seconds véhicules croisant ou précédant ce premier véhicule. A cet effet il est connu de munir le dispositif optique d'un cache et d'une lentille agencés de manière à générer cette ligne de coupure, le cache pouvant être formé par une surface horizontale réfléchissante encore appelée plieuse. - Afin d'effectuer la fonction route, le dispositif optique d'un premier véhicule doit générer un faisceau optique éclairant au-dessus de la ligne d'horizon. Pour éviter l'éblouissement des conducteurs de seconds véhicules croisant ou précédant ce premier véhicule, le faisceau route doit être désactivé lorsque le premier véhicule croise ou suit de seconds véhicules. Plus récemment et afin de permettre au conducteur du premier véhicule d'avoir une visibilité latérale sans éblouir le conducteur d'un second véhicule, il est connu d'utiliser un système générant automatiquement dans le faisceau d'éclairage du premier véhicule une zone d'ombre correspondant à la position du second véhicule. Ainsi cette fonction, qu'on appelle ci-après fonction route sélective, permet à un dispositif optique d'éclairer de part et d'autre de seconds véhicules détectés. Afin d'illustrer la mise en oeuvre d'une telle fonction route sélective, la figure 1 représente un diagramme 100 Isolux d'un faisceau optique assurant cette fonction route sélective, c'est-à-dire comprenant une zone d'ombre 102 correspondant à un véhicule détecté 104 dont les côtés sont éclairés. Dans cet exemple, le faisceau d'éclairage dans lequel est généré la zone d'ombre 102 est obtenu au moyen d'un faisceau code (courbes 106 en trait continu) et de deux faisceaux complémentaires (courbes 108 en pointillés) positionnés sur la figure 1 de part et d'autre du véhicule détecté 104. La présente invention comprend la constatation que, la création d'une telle zone d'ombre 102 entraînant la création de lignes de coupures verticales 110, la netteté de ces lignes de coupures verticales 110 doit pouvoir être réglée différemment de la netteté des lignes de coupure horizontales 112 et 114 du faisceau code et du faisceau complémentaire. De fait, les critères d'optimisation de ces lignes de coupures déterminés à partir de tests réels apparaissent distincts, à savoir : - D'une part, il est nécessaire de dégrader relativement fortement la netteté des coupures horizontales 112 et 114, notamment lorsque les lignes de coupures des deux faisceaux sont réalisées au moyen d'une plieuse. Sans cette dégradation, les lignes de coupure propres à chaque faisceau sont alors fortement marquées (problème de contraste) et alternées (problème d'homogénéité entre des zones contrastées) car la superposition des lignes de coupures horizontales est difficilement complète. Afin d'obtenir cette dégradation relativement forte, il est connu de munir la surface d'une lentille de microstructures diffusant la lumière selon différentes directions, comme décrit dans le brevet FR 2 925 656 de la société Holophane. - D'autre part, il est nécessaire de maintenir une netteté relativement importante des coupures verticales 110 afin de s'assurer que le conducteur du véhicule 104 situé dans la zone d'ombre 102 ne soit pas ébloui par le faisceau complémentaire. C'est pourquoi, la présente invention concerne une lentille pour module optique de véhicule automobile caractérisée en ce qu'elle comprend une série de motifs sur une surface optique. Ces motifs étant destinés à réduire la netteté de lignes de coupures horizontales relativement à la netteté de lignes de coupures verticales d'un faisceau transmis, l'invention permet d'accroître le confort et la sécurité de la conduite avec un dispositif d'éclairage, notamment mettant en oeuvre une fonction route sélective. De fait : - la netteté des lignes de coupure horizontales peut être relativement faible pour éviter des alternances incommodantes de contrastes, voire pour limiter ces contrastes, et d'autre part - la netteté des lignes de coupures verticales peut être relativement forte pour éviter tout risque d'éblouissement d'un conducteur situé dans la zone masqué du faisceau de route. Un autre avantage de l'invention réside dans l'installation simple, statique et définitive des motifs au niveau de la lentille, ce qui permet de fournir un dispositif d'éclairage à coût et complexité réduit comparativement à des dispositifs comprenant des éléments optiques mobiles. L'invention concerne également une lentille pour module optique de véhicule automobile comprenant une série de motifs sur une surface optique d'entrée ou de sortie de la lentille, lesdits motifs s'étendant selon une direction privilégiée. Cela permet d'obtenir une diffusion dans un plan privilégié perpendiculaire à ladite direction privilégiée. Ceci permet d'utiliser la lentille dans un module optique générant un faisceau avec au moins une coupure verticale et au moins une coupure horizontale, avec la lentille agencée de sorte que les motifs s'étendent sensiblement horizontalement ; dans ce cas, grâce à cette lentille, l'au moins une ligne de coupure verticale sera plus nette que l'au moins une ligne de coupure horizontale. Cette lentille est par exemple particulièrement utile pour un module optique générant un faisceau délimité par une coupure verticale sur l'un de ses côtés et par une coupure horizontale inférieure. Dans une réalisation, les motifs sont situés uniquement sur une zone centrale de la surface optique. Ceci permet de diminuer les effets dus au phénomène chromatique. Selon une réalisation, la zone centrale s'étend sur une largeur représentant entre 10 et 40% de la largeur de la surface optique. Selon une réalisation, la zone centrale s'étend sur une longueur représentant entre 30 et 100% de la longueur de la surface optique. Selon une réalisation, les motifs sont obtenus par une modulation d'épaisseur à la surface de la lentille suivant un profil régulier. Il s'agit d'un mode de réalisation plus simple à réaliser. Selon une réalisation, la surface d'entrée et la surface de sortie de la lentille sont munies de séries de motifs. Dans une réalisation, les motifs sont des stries. La lentille sera plus simple à réaliser, notamment par moulage. Selon une réalisation, les motifs s'étendent sur une zone centrale de la surface de la lentille. Selon une réalisation la lentille est une pièce monobloc, notamment obtenue par moulage. L'invention concerne également un module optique pour véhicule automobile muni de moyens aptes à générer un faisceau lumineux destiné à éclairer la route, ces moyens comprenant au moins un cache et une lentille agencés de manière à générer en sortie de la lentille un faisceau présentant au moins une ligne de coupure verticale et au moins une ligne de coupure horizontale, au moins une surface optique d'entrée ou de sortie de la lentille comprenant une série de motifs agencés de manière à réduire la netteté de la ou des lignes de coupures horizontales relativement à la netteté de la ou des lignes de coupures verticales. Selon un mode de réalisation, ledit faisceau comprend une ligne de coupure verticale et une ligne de coupure horizontale. Dans une réalisation, la lentille du module optique est une lentille selon l'une des réalisations précédentes. Dans une réalisation, les motifs s'étendent horizontalement sur la surface optique de la lentille optique. Cela permet d'avoir une diffusion dans un plan vertical, ceci permet d'utiliser la lentille dans un module optique générant un faisceau à coupure verticale et une coupure horizontale, en ayant une coupure verticale plus nette que la coupure horizontale. Dans une réalisation, les motifs sont obtenus par une modulation d'épaisseur à la surface de la lentille suivant un profil régulier obtenu à partir d'une fonction périodique d'une variation d'épaisseur verticale présentant une amplitude (a) et un pas (p) donnés. Dans une réalisation, les motifs sont des stries qui s'étendent horizontalement sur toute une zone centrale de la surface de la lentille. D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'une réalisation de l'invention effectuée ci-dessous, à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures ci-jointes sur lesquelles: - La figure 1, déjà décrite, est un diagramme Isolux d'un faisceau optique effectuant une fonction route sélective, - la figure 2 représente une lentille conforme à l'invention ainsi qu'une vue détaillée 20 de sa surface, - la figure 3 est un schéma représentatif des déviations de rayons lumineux mises en oeuvre dans l'invention, et - les figures 4 et 5 sont deux diagrammes Isolux d'un faisceau route sélective transmis respectivement par une lentille conforme à l'art antérieur et par une lentille 25 conforme à l'invention, - la figure 6 illustre un module optique selon la présente invention. En référence à la figure 2 est représentée une lentille 200 pour module optique de véhicule automobile comprenant des moyens aptes à générer un faisceau 30 lumineux destiné à éclairer la route. De tels moyens comprennent notamment un cache et une lentille agencés de manière à générer, en sortie de la lentille 200, un faisceau présentant une ligne de coupure verticale et une ligne de coupure horizontale comme précédemment décrit pour la mise en oeuvre de la fonction route sélective. 35 Une surface optique 202 de la lentille comprend une série 204 de motifs 206 pour réduire la netteté des lignes de coupures horizontales relativement à la netteté des lignes de coupures verticales, ces motifs 206 s'étendant horizontalement de préférence de façon analogue à des stries. Dans l'exemple illustré, ces motifs sont des stries. Plus précisément la série 204 s'étend horizontalement sur une zone centrale 208 de la surface optique 202 ce qui permet de limiter le phénomène de chromatisme. Ce chromatisme est dû au fait que la réfraction du matériau composant la lentille n'est pas constante suivant la longueur d'onde de la lumière (la lumière bleue étant plus déviée que la lumière rouge). Ce phénomène apparaît en particulier pour des déviations importantes de la lumière. Ainsi, ce phénomène est plus important dans les parties hautes et basses de la lentille qu'en son centre. Les motifs 206 étant placés dans la partie centrale comprenant la modulation, ils diffusent verticalement la lumière blanche. Cette lumière blanche atténue les couleurs générés par le phénomène de chromatique en recouvrant la couleur de coupure par de la lumière blanche. Par ailleurs la série 204 de motifs 206 s'étend principalement horizontalement à la surface 202 de la lentille 200. Dans cet exemple illustré : - sa largeur I, mesurée comme la distance entre les stries délimitant la série 204, est de 10 mm, ce qui représente dans cette exemple de l'ordre de 18% de la largeur l' de 55 mm de la surface 202 de la lentille, cette largeur l' étant mesurée entre le bord supérieur et le bord inférieur de la face optique 202. Toutefois, en fonction des variantes, cette largeur I des séries de motifs peut représenter entre 10 et 40% de la largeur l' de la surface 202 de la lentille 200. - sa longueur L, mesurée comme la longueur de la série 204 de motif 206, est égale à la longueur L' de la surface optique 202, 65 mm dans cet exemple, cette longueur L étant mesurée entre les bords latéraux de la surface optique 202. En fonction des variantes, cette longueur L peut se limiter jusqu'à 30% de la longueur L' de la surface 202 la lentille 200. Comme montré en référence à la figure 3, cette extension principalement horizontale des motifs entraîne une « diffusion » principalement verticale des rayons lumineux. De fait les rayons compris dans un plan horizontal 300 ou 302 ne seront pas diffusés horizontalement et seront diffusés verticalement. Les rayons compris dans un plan vertical 304 ne seront pas non plus diffusés horizontalement et seront également diffusés verticalement. Par simplicité, le motif 206 mis en oeuvre est obtenu à partir d'une modulation d'épaisseur à la surface 204 de la lentille 202 suivant un profil régulier correspondant, par exemple, à une modélisation trigonométrique, c'est-à-dire avec une amplitude a et un pas p donnés. Dans cet exemple, l'amplitude a est de l'ordre de 10 micromètres tandis que le pas p est de 1 mm. En référence aux figures 4 et 5 sont représentés des diagrammes Isolux obtenus à partir d'un dispositif d'éclairage utilisant une lentille conforme à l'art antérieur (surface lisse, figure 4) ou une lentille conforme à l'invention (surface comprenant des motifs, figure 5). Dans le cas du faisceau obtenu avec la lentille conforme à l'art antérieur, illustré en figure 4, les courbes d'égales intensités, encore appelées courbes Isolux, sont autant resserrées au niveau de la coupure inférieure 114 qu'au niveau de la coupure verticale 110. En revanche, dans le cas du faisceau obtenu avec la lentille selon l'invention, illustré en figure 5, les courbes Isolux sont moins resserrées au niveau de la coupure inférieure 114' qu'au niveau de la coupure verticale 110'. Egalement, comme on peut l'observer sur les figures 4 et 5, ces courbes Isolux au niveau de la coupure inférieure 114' du faisceau obtenu avec la lentille selon l'invention sont moins resserrées que la coupure inférieure 114 du faisceau obtenu avec une lentille lisse. Il apparaît alors que, dans le cas de l'invention, la netteté de la coupure horizontale est moindre que la netteté de la coupure verticale. La figure 6 illustre un exemple de module optique 400 selon la présente invention comprenant un réflecteur destiné à recevoir une source de lumière, ici une LED 408, placée au premier foyer d'un réflecteur 402. Le réflecteur permet de collecter les rayons émis par la LED 408 pour les renvoyer en convergeant vers l'avant au niveau d'un second foyer. Le module 400 comprend également un cache et une lentille 200 selon l'invention. Le cache comprend un pan vertical 404 et un pan horizontal 406 et est agencé à ce foyer, laissant une zone 405 à travers laquelle les rayons passent sans rencontrer le cache. La lentille 200 est également agencée en avant de ce foyer. Cette lentille et ce cache sont agencés de manière à ce que le faisceau émis par le module 400 présente une ligne de coupure verticale 110' et une ligne de coupure horizontale 114', tel qu'illustré en figure 5. La présente invention est susceptible de nombreuses variantes. Notamment, les motifs peuvent présenter différentes formes et être continus ou 30 discontinus. Par ailleurs une lentille ou un module optique peut être mis en oeuvre lorsqu'un module effectue une ou plusieurs fonctions d'éclairage telle qu'une fonction code et/ou une fonction route. D'autres variantes de l'invention sont possibles en considérant que les 35 lignes de coupure sont générées par le cache et/ou par la lentille du module ou en considérant différentes sources de rayonnement optique, les diodes électroluminescentes (ou LED en anglais pour Light-Emitting Diode) étant par exemple envisagées pour réaliser l'invention. Egalement la forme et le nombre des lignes de coupure considérées lors de la mise en oeuvre de l'invention peuvent varier d'une application à une autre. Ainsi le faisceau généré peut présenter une coupure horizontale supérieure, telle que la zone d'ombre est située en-dessous de la ligne de coupure, ou une coupure horizontale inférieure, telle que la zone d'ombre est située au-dessus de la ligne de coupure. Plus généralement la répartition spatiale des zones éclairées et des zones d'ombres peut varier d'une réalisation de l'invention à une autre.10 REVENDICATIONS1. Lentille (200) pour module optique de véhicule automobile caractérisée en ce qu'elle comprend une série (204) de motifs (206) sur une surface optique (202) d'entrée ou de sortie de la lentille, lesdits motifs s'étendant selon une direction privilégiée. 2. Lentille (200) selon la revendication 1 caractérisée en ce que lesdits motifs (206) sont situés uniquement sur une zone centrale (208) de la surface optique (202). 3. Lentille (200) selon la revendication 2 caractérisée en ce que la zone centrale (208) s'étend sur une largeur représentant entre 10 et 40% de la largeur de la surface optique (202). 4. Lentille (200) selon la revendication 2 ou 3 caractérisée en ce que la zone centrale (208) s'étend sur une longueur représentant entre 30 et 100% de la longueur de la surface optique (202). 5. Lentille (200) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les motifs (206) sont obtenus par une modulation d'épaisseur à la surface (202) de la lentille (200) suivant un profil régulier. 6. Lentille (200) selon l'une des revendications précédentes caractérisée ce que la surface d'entrée et la surface de sortie (202) de la lentille (200) sont munies de séries (204) de motifs (206). 7. Lentille (200) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée ce que les motifs sont des stries. 8. Lentille (200) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les motifs (206) s'étendent sur une zone centrale (208) de la surface (202) de la lentille (200). 9. Lentille (200) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle est une pièce monobloc, notamment obtenue par moulage 10. Module optique (400) pour véhicule automobile muni de moyens aptes à générer un faisceau lumineux destiné à éclairer la route, ces moyens comprenant au moins un cache (404, 406) et une lentille (200) agencés de manière à générer en sortie de la lentille (200) un faisceau présentant au moins une ligne de coupure verticale et au moins une ligne de coupure horizontale, caractérisé en ce qu'au moins une surface optique (202) d'entrée ou de sortie de la lentille comprend une série (204) de motifs (206) agencés de manière à réduire la netteté de la ou des lignes de coupures horizontales relativement à la netteté de la ou des lignes de coupures verticales. 11. Module optique (400) selon la revendication 10, caractérisé en ce que lalentille (200) est une lentille selon l'une des revendications 1 à 9. 12. Module optique (400) selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que les motifs (206) s'étendent horizontalement sur la surface optique (202) de la lentille optique (200). 13. Module optique (400) selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que les motifs (206) sont obtenus par une modulation d'épaisseur à la surface (202) de la lentille (200) suivant un profil régulier obtenu à partir d'une fonction périodique d'une variation d'épaisseur verticale présentant une amplitude (a) et un pas (p) donnés. 14. Module optique (400) selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que les motifs sont des stries et en ce que les stries s'étendent horizontalement sur toute une zone centrale (208) de la surface (202) de la lentille (200).