Brevet FR2988807A1 — publié le 20131004

MODULE OPTIQUE AVEC CACHE MOBILE POUR PROJECTEUR DE VEHICULE Le domaine technique de l'invention est celui de 5 l'éclairage automobile. Il se rapporte plus particulièrement à l'éclairage par projection d'un faisceau lumineux vers l'avant du véhicule afin d'apporter au conducteur une visibilité optimale généralement lors de déplacements en milieu 10 sombre, et en particulier, lors de déplacements nocturnes dans des zones démunies d'éclairage public. Dans de telles conditions, le conducteur a besoin d'obtenir un champ de vision aussi large que possible et d'une portée importante se rapprochant de celle d'une 15 vision diurne. La position d'éclairage la plus adaptée dans de telles conditions est la position dite « feux de route ». Toutefois cette position ne peut être maintenue en permanence car la projection du faisceau lumineux vers 20 l'avant du véhicule, qui sera désigné « véhicule porteur » dans la suite de la description, ne doit en aucun cas gêner les conducteurs des autres véhicules, qui seront désignés « véhicules cibles » dans la suite de la description, se trouvant soit dans le même sens de 25 circulation et devant le véhicule porteur, soit dans le sens opposé, en croisant le véhicule porteur. Lorsqu'un véhicule cible se trouve dans le champ de vision du conducteur du véhicule porteur, la position communément adaptée est la position dite « feux de 30 croisement » pour ne pas éblouir le conducteur du véhicule cible. Le passage de la position « feu de route » à la position « feu de croisement » et inversement, est géré par un système d'adaptation de la portée et la forme du 35 faisceau lumineux généré par le module optique d'un projecteur, ou phare, du véhicule porteur. La présente invention se rapporte plus particulièrement à un module optique équipant un projecteur d'un système d'éclairage de véhicule, apte à gérer ces passages de manière progressive et automatique. On connaît, notamment modules d'éclairage dit d'adapter automatiquement faisceau projeté à l'avant du document EP 2 196 731, des « intelligents », permettant la forme et la portée du du véhicule, en fonction des conditions de circulation et des véhicules cibles 10 rencontrés. De tels modules optiques comportent un cache, ou occulteur, mobile à l'intérieur du projecteur, et commandé pour adapter la portée et la forme du faisceau lumineux projeté à l'avant du véhicule, en fonction de la 15 présence d'un véhicule cible et de sa distance par rapport au véhicule porteur. A cet effet, les modules optiques sont couplés à des caméras dans le visible et dans l'infra-rouge, mettant en oeuvre des algorithmes de détection assez 20 sophistiqués permettant de générer des signaux de commande vers des moyens mécaniques de déplacement du cache. On se référera utilement à l'enseignement du document EP 2 196 731 pour compléter, si besoin est, la 25 description des moyens connus mis en oeuvre par la présente invention. Du fait de la complexité des algorithmes et des mécanismes permettant la sélection et le contrôle des différents faisceaux d'éclairage, et donc de leurs coûts, 30 modules sont réservés aux voitures haut de gamme. Par rapport à l'art antérieur, l'invention utilise un cache et des mouvements mécaniques simples, qui permettent une réduction des coûts par rapport à l'art antérieur. 35 A cet effet, l'invention a pour premier objet un module optique générant un faisceau lumineux, ledit module optique comprenant un réflecteur ellipsoïdal, une ces lentille convergente disposée en regard du réflecteur et au moins une source lumineuse produisant une pluralité de rayons lumineux, disposée dans le réflecteur, lesdits réflecteur, lentille et source lumineuse étant agencés pour projeter un faisceau lumineux à l'extérieur du module, ledit module optique comportant, en outre, un cache mobile disposé entre la source lumineuse et la lentille et apte à être déplacé verticalement de manière progressive entre une première position extrême et au moins une deuxième position extrême de manière à occulter partiellement les rayons lumineux produits par la source, caractérisé en ce le déplacement du cache est piloté selon une loi de commande exponentielle. Selon une caractéristique du module optique, la loi 15 de commande s'exprime par la formule suivante: y = a*(exp(-b*x)-1) où : y est la position verticale du cache exprimée en mm ; x est la portée du faisceau lumineux projeté 20 exprimée en m ; a est une constante exprimant l'amplitude maximale autorisée pour le déplacement du cache entre les positions extrêmes ; et b est une constante exprimant la vitesse du 25 mouvement asymptotique du cache. L'invention a pour deuxiême objet, un véhicule porteur comportant au moins un projecteur de faisceau lumineux comportant au moins un module optique tel que décrit ci-dessus, ledit véhicule comportant en outre un 30 système de détection d'au moins un véhicule cible et des moyens d'actionnement du déplacement vertical du cache du module optique, asservis au système de détection. Selon une caractéristique du véhicule, le système de détection comporte au moins une caméra. 35 Selon une autre caractéristique, le cache comporte une découpe supérieure correspondant à la forme de la coupure du faisceau de type feu de croisement quand le cache atteint la deuxième position. Selon une autre caractéristique du véhicule, le projecteur comporte une pluralité de sources lumineuses de type LED, et une pluralité de caches disposés en regard des sources lumineuses et dont les moyens d'actionnement sont pilotés de manière coordonnée. Enfin, l'invention a pour troisième objet, un procédé de génération d'un faisceau lumineux évolutif à partir d'un module optique comprenant un réflecteur ellipsoïdal, une lentille convergente disposée en regard du réflecteur et au moins une source lumineuse produisant une pluralité de rayons lumineux, disposée dans le réflecteur, lesdits réflecteur, lentille et source lumineuse étant agencés pour projeter un faisceau lumineux à l'extérieur du module, ledit module optique comportant en outre un cache mobile disposé entre la source lumineuse et la lentille et apte à être déplacée verticalement de manière progressive entre une première position et au moins une deuxième position de manière à occulter partiellement les rayons lumineux produits par la source, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer le cache selon une loi de commande exponentielle. Selon une caractéristique du procédé, la loi de 25 commande s'exprime par la formule suivante: y = a*(exp(-b*x)-1) où : y est la position verticale du cache exprimée en mm ; x est la portée du faisceau lumineux projeté 30 exprimée en m ; a est l'amplitude maximale autorisée pour le déplacement du cache ; et b est une constante exprimant la vitesse du mouvement asymptotique du cache. 35 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. les dessins : Sur la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un module optique selon l'état de verticale l'art ; la figure 2 est une vue frontale du module optique de la figure 1, sans la lentille, dans lequel le cache est dans une position permettant d'obtenir un faisceau lumineux de type « feu de croisement», et son diagramme de distribution lumineuse ; la figure 3 illustre une loi de commande exponentielle conditionnant le déplacement vertical du cache selon l'invention ; et figure 2, du cache. Sur désignent la figure 4 est une vue similaire à celle de la regroupant différentes positions de déplacement les différentes figures, les mêmes références des éléments identiques ou similaires. Un module optique 1 d'un projecteur de véhicule, et notamment d'un véhicule automobile, est décrit ci-après en référence à la figure 1. Il comporte un réflecteur ellipsoïdal 20, une lentille convergente 40, disposée en regard du réflecteur 20 et au moins une source lumineuse 10 produisant une pluralité de rayons lumineux, disposée dans le réflecteur 20. Le réflecteur 20, la lentille 40 et la source lumineuse 10 sont agencés pour projeter un faisceau 30 lumineux à l'extérieur du module 1. La source lumineuse 10 est disposée sur le premier foyer F1 du réflecteur 20. La source lumineuse est réalisée, par exemple, à partir d'une lampe halogène, d'une lampe au xénon ou d'une ou plusieurs LEDs (acronyme 35 anglo-saxon pour Light-Emitting Diode). Les rayons lumineux produits par la source lumineuse 10 sont réfléchis par le réflecteur 20 et sont focalisés sur un deuxième foyer F2. La lentille convergente 40 est disposée en regard du réflecteur de manière à ce que son foyer coïncide avec le foyer F2. Un tel agencement permet de produire un faisceau 5 lumineux du type « feu de route ». Pour obtenir un faisceau du type « feu de croisement ou code » à partir de cet agencement, le module optique 1 comporte en outre un cache 30 qui est positionné au voisinage du foyer F2. La figure 2 illustre une vue frontale du module 10 optique 1 de la figure 1, sans la lentille 40, dans lequel le cache 30 est représenté dans une première position extrême permettant de produire un faisceau lumineux de type « feu de code ». Dans cette configuration, le déplacement du cache en Z est nul (Az = 15 0 mm). Dans l'exemple illustré à la figure 2, on a représenté la distribution lumineuse correspondant (feux de croisement) à un faisceau projeté sur un plan vertical disposé à 25m du projecteur. 20 La découpe supérieure du cache correspond à la forme bien connue de coupure d'un faisceau de « feu de croisement ». Dans la présente invention, l'évolution de la forme et la portée du faisceau entre un faisceau de type « feu 25 de croisement » (première position extrême) et un faisceau de type « feu de route » (deuxième position extrême), est obtenue simplement par le déplacement vertical du cache (vers le bas en considérant l'orientation de l'axe z de la figure 2). 30 La forme du faisceau est adaptée en fonction de la position et de la distance du ou des véhicules cibles détectés dans le champ de projection du faisceau et ce, afin d'obtenir un faisceau non-éblouissant pour le ou les véhicules cibles tout en conservant une portée maximale 35 et donc une visibilité optimale pour le conducteur. Le déplacement vertical du cache est commandé par des moyens d'actionnement connus en soi et non représentés, qui sont asservis à un système de détection de type caméra ou autres systèmes de détection, également connus en soi et non représentés. Lorsque le véhicule cible est proche du véhicule porteur et que le cache se trouve dans une position proche de sa position « feu de croisement » (première position extrême), les variations du déplacement vertical du cache seront plus importantes avec l'éloignement du véhicule cible. Par contre, lorsque le véhicule cible est nettement plus éloigné du véhicule porteur, et que le cache se trouve dans une position proche de sa position « feu de route » (deuxième position extrême), une petite variation du déplacement du cache provoquera une nette augmentation de la portée du faisceau lumineux. Selon l'invention, une loi de commande non linéaire, et en particulier une loi de commande exponentielle, est appliquée aux moyens d'actionnement du cache Une telle loi de commande peut s'exprimer par la formule suivante : y = a*(exp(-b*x)-1) où : y est la position verticale du cache exprimée en mm ; x est la portée du faisceau lumineux projeté exprimée en m ; a est une constante exprimant l'amplitude maximale autorisée pour le déplacement du cache ; et b est une constante exprimant la vitesse du mouvement asymptotique du cache. La figure 3 illustre un exemple de variation de portée du faisceau code (en abscisses) en fonction de la position verticale du cache (en ordonnées) respectant la loi de commande exponentielle exprimée ci-dessus ; loi qui permet de satisfaire au besoin de déplacement plus ou moins « réactif » du cache. Dans l'exemple considéré, a = 4mm et b = 1/70m. La figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2, regroupant les première et deuxième positions extrêmes de déplacement du cache, correspondant respectivement (de gauche vers la droite) à la position 5 « feu de croisement » (Az = Omm) et à la position « feux de route » (Az = -4mm) et deux positions intermédiaires, correspondant respectivement (de gauche vers la droite) à des première et deuxième positions dites « motorways 1 » (Az = -lmm) et « motorways 2 » (Az = -2mm). 10 A titre de variante, un projecteur automobile peut comprendre un ou plusieurs modules optiques pourvus de caches fixes avec un ou plusieurs modules pourvus de caches mobiles. Les mouvements des caches peuvent être coordonnés 15 ou indépendants, en fonction du type de faisceau lumineux recherché sans modification de l'encombrement par rapport à un projecteur classique. Plusieurs projecteurs, notamment pour l'éclairage à LED, peuvent être combinés avec des mouvements coordonnés 20 ou pas des différents caches amovibles, offrant encore plus de possibilités de réglage dynamique du faisceau. La présente invention s'applique quelles que soient les technologies de sources d'éclairage mises en jeu. REVENDICATIONS1. Module optique (1) générant un faisceau lumineux, ledit module optique comprenant un réflecteur ellipsoïdal (20), une lentille convergente (40) disposée en regard du réflecteur et au moins une source lumineuse produisant une pluralité de rayons lumineux, disposée dans le réflecteur, lesdits réflecteur, lentille et source lumineuse étant agencés pour projeter un faisceau lumineux à l'extérieur du module, ledit module optique comportant, en outre, un cache mobile (30) disposé entre la source lumineuse et la lentille et apte à être déplacé verticalement de manière progressive entre une première position extrême et au moins une deuxième position extrême de manière à occulter partiellement les rayons lumineux produits par la source, caractérisé en ce le déplacement du cache est piloté selon une loi de commande exponentielle. 2. Module optique selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que la loi de commande s'exprime par la formule suivante: y = a*(exp(-b*x)-1) où : y est en mm ; 25 x est la por exprimée en m ; a est une const ante exprimant l'amplitude exprimée projeté maximale la position verticale du cache tée du faisceau lumineux autorisée pour le déplacement du cache entre les positions extrêmes ; et 30 b est une constante exprimant la vitesse du mouvement asymptotique du cache. 3. Véhicule porteur comportant au moins un projecteur de faisceau lumineux comportant au moins un module optique selon l'une des revendications 35 précédentes, ledit véhicule comportant en outre un système de détection d'au moins un véhicule cible et desmoyens d'actionnement du déplacement vertical du cache du module optique, asservis au système de détection. 4. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le système de détection comporte au 5 moins une caméra. 5. Véhicule selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le cache comporte une découpe supérieure correspondant à la forme de la coupure du faisceau de type feu de croisement quand le cache atteint 10 la deuxième position. 6. Véhicule selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le projecteur comporte une pluralité de sources lumineuses de type LED, et une pluralité de caches disposés en regard des sources 15 lumineuses et dont les moyens d'actionnement sont pilotés de manière coordonnée. 7. Procédé de génération d'un faisceau lumineux évolutif à partir d'un module optique comprenant un réflecteur ellipsoïdal, une lentille convergente disposée 20 en regard du réflecteur et au moins une source lumineuse produisant une pluralité de rayons lumineux, disposée dans le réflecteur, lesdits réflecteur, lentille et source lumineuse étant agencés pour projeter un faisceau lumineux à l'extérieur du module, ledit module optique 25 comportant en outre un cache mobile disposé entre la source lumineuse et la lentille et apte à être déplacée verticalement de manière progressive entre une première position et au moins une deuxième position de manière à occulter partiellement les rayons lumineux produits par 30 la source, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer le cache selon une loi de commande exponentielle. 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la loi de commande s'exprime par la formule suivante: 35 y = a*(exp(-b*x)-1) où : y est la position verticale du cache exprimée en mm ;x est la portée du faisceau lumineux projeté exprimée en m ; a est l'amplitude maximale autorisée pour le déplacement du cache ; et b est une constante exprimant la vitesse du mouvement asymptotique du cache.