Brevet FR3063796A1 — publié le 20180914

Dispositif d'éclairage pour un faisceau lumineux avec une zone centrale assombrie La présente invention concerne le domaine des dispositifs lumineux pour véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif lumineux pour phare pour véhicule automobile. Un véhicule automobile comprend généralement plusieurs phares constituant des moyens d'éclairage ou de signalisation remplissant des fonctions diverses. Ces fonctions sont notamment remplies grâce à l'émission d'un faisceau lumineux dont les propriétés varient d'une fonction à l'autre. Les fonctions communément rencontrées sont les fonctions dites « feu de position », « feu de croisement » ou « code » et « feu de route ». Un faisceau lumineux issu, par exemple, d'une fonction feu de croisement peut être composé de trois parties : - un faisceau de grande largeur issu de deux lentilles extérieures d'un phare ; un faisceau de portée avec une coupure plate issu d'une lentille du centre, appelée « kink flat »; et - un faisceau de portée avec coupure à 15° issu d'une autre lentille appelée « kink » portée. La figure 1 représente un faisceau lumineux de grande largeur 10 selon l'art antérieur. Le faisceau lumineux est représenté dans un plan perpendiculaire à l'axe avant arrière du véhicule automobile, lorsque le phare est installé dans le véhicule automobile. En principe, le faisceau de grande largeur correspond à un faisceau lumineux balayé devant le véhicule automobile de droite à gauche, avec un niveau maximal d'éclairage 11, généralement dans l'axe avant-arrière du véhicule. Une fonction additionnelle peut être réalisée par un dispositif à miroirs dynamiques, communément appelé « Dynamic Mirror Device » en anglais. Une telle fonction additionnelle peut permettre la réalisation d'un « message » lumineux sur la route. On appelle message lumineux tout signe ou lettre réalisé par contraste dans un faisceau lumineux. 3063796 2 Le message lumineux est de préférence projeté en face du véhicule automobile, dans son axe avant-arrière, afin qu'il soit visible par le conducteur. Toutefois, une telle zone correspond au niveau maximal d'éclairage 11 d'un autre faisceau lumineux, en l'occurrence le faisceau lumineux de grande largeur, ce qui réduit 5 le contraste du message lumineux, et donc la visibilité par l'utilisateur. La présente invention vise à améliorer la situation. A cet effet, un premier aspect de l'invention concerne un dispositif d'éclairage, notamment pour véhicule automobile comprenant : 10 une lentille de projection comprenant une surface d'entrée et une surface de sortie ; au moins deux sources lumineuses apte à émettre de la lumière au moins dans des directions principales d'émission respectives, les sources lumineuses étant positionnées de manière à ce que la surface d'entrée de la lentille de projection reçoive 15 de la lumière issue des sources lumineuses, dans lequel les directions principales d'émission des sources lumineuses forment chacune un angle d'au moins 15° par rapport à un axe optique de la lentille et dans lequel les sources lumineuses sont positionnées de part et d'autre de l'axe optique de la lentille ; 20 dans lequel la lentille de projection est conformée pour diriger la lumière reçue par la surface d'entrée vers la surface de sortie de manière à former un faisceau lumineux, le faisceau lumineux comprenant une zone centrale sensiblement dans l'axe optique dont une intensité lumineuse est inférieure à des intensités lumineuses respectives de zones de part et d'autre de la zone centrale. 25 En diminuant l'intensité lumineuse dans une zone centrale, en modifiant les positions des sources lumineuses, il est rendu possible la réalisation d'un message lumineux dans la zone centrale, par un dispositif d'éclairage complémentaire, avec un contraste amélioré, rendant ainsi meilleure la visualisation du message par le conducteur. 30 Dans un mode de réalisation de l'invention, les sources lumineuses peuvent être des sources lumineuses à semi-conducteurs, telles que des LEDs. 3063796 3 Selon un mode de réalisation, les angles entre les directions principales d'émission des sources lumineuses et l'axe optique de la lentille de projection peuvent être égaux ou supérieurs à 25°. Des angles supérieurs à 25° permettent de diminuer davantage l'intensité 5 lumineuse dans la zone centrale et d'augmenter la taille de la zone centrale, de manière à pouvoir projeter un faisceau complémentaire de plus grande taille pour la réalisation d'un message lumineux potentiellement de plus grande taille. La visibilité pour le conducteur est donc améliorée. Selon un mode de réalisation, la lentille de projection peut comprendre des 10 premières parties respectivement dédiées à chacune des sources lumineuses, chaque première partie comprenant une surface d'entrée pour recevoir de la lumière issue de la source lumineuse à laquelle elle est dédiée, la lentille de projection comprenant en outre une deuxième partie comprenant la surface de sortie. Le positionnement des sources lumineuses relativement à la lentille de 15 projection est ainsi facilité. Selon un mode de réalisation, une surface interne de la lentille de projection peut être aluminée. Ainsi, la réflexivité à l'intérieur de la lentille est améliorée et le rendement du dispositif d'éclairage est ainsi amélioré. 20 Selon un mode de réalisation, les deux sources lumineuses peuvent être des sources lumineuses latérales, le dispositif d'éclairage peut comprendre en outre une source lumineuse centrale apte à émettre de la lumière au moins dans une direction principale d'émission sensiblement parallèle à l'axe optique de la lentille de projection, la source lumineuse centrale étant positionnée de manière à ce que la surface d'entrée de 25 la lentille de projection reçoive de la lumière émise, le dispositif d'éclairage peut comprendre en outre une unité de commande pour allumer et éteindre la source lumineuse centrale et, lorsque la source lumineuse centrale est allumée, l'intensité lumineuse du faisceau lumineux dans la zone centrale peut être augmentée. Il est ainsi possible de réaliser deux fonctions lumineuses avec le même 30 dispositif d'éclairage : la première fonction lumineuse peut être utilisée en complément d'un deuxième dispositif d'éclairage pour la réalisation d'un faisceau de grande largeur, par exemple, avec message lumineux, et la deuxième fonction lumineuse peut 3063796 4 correspondre à la réalisation d'un faisceau, de grande largeur par exemple, sans message lumineux. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'éclairage peut avoir une largeur comprise entre 60 et 70 mm, les sources lumineuses étant réparties sur 5 la largeur, une profondeur comprise entre 30 et 40 mm s'étendant dans la direction de l'axe optique de la lentille, et une hauteur comprise entre 20 et 30 mm. Un deuxième aspect de l'invention concerne un système d'éclairage comprenant un premier dispositif d'éclairage selon le premier aspect de l'invention, le premier dispositif d'éclairage émettant un premier faisceau lumineux, et comprenant en 10 outre un deuxième dispositif d'éclairage configuré pour émettre un deuxième faisceau lumineux de manière à réaliser un message lumineux par contraste d'intensité lumineuse dans la zone centrale du premier faisceau lumineux. Selon un mode de réalisation, le deuxième dispositif d'éclairage peut être un dispositif d'éclairage à miroirs dynamiques, « dynamic mirror device » DMD. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente un faisceau lumineux, tel qu'un faisceau lumineux de grande largeur, selon l'art antérieur; 20 la figure 2 illustre un dispositif d'éclairage, notamment pour l'obtention d'un faisceau de grande largeur, dans une première configuration; la figure 3 illustre une projection d'un faisceau lumineux émis par le dispositif d'éclairage de la figure 2; la figure 4 illustre un dispositif d'éclairage, notamment pour l'obtention 25 d'un faisceau de grande largeur, dans une deuxième configuration; la figure 5 illustre une projection d'un faisceau lumineux émis par le dispositif d'éclairage de la figure 4; la figure 6 illustre un dispositif d'éclairage, notamment pour l'obtention d'un faisceau de grande largeur, dans une première configuration, selon un mode 30 de réalisation de l'invention; 3063796 5 la figure 7 illustre une projection d'un faisceau lumineux émis par le dispositif d'éclairage de la figure 6, selon un mode de réalisation de l' invention ; la figure 8 illustre un dispositif d'éclairage, notamment pour l'obtention d'un 5 faisceau de grande largeur, dans une deuxième configuration, selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 9 illustre une projection d'un faisceau lumineux émis par le dispositif d'éclairage de la figure 8, selon un mode de réalisation de l'invention. 10 La figure 2 illustre un dispositif d'éclairage 200, par exemple pour l'obtention d'un faisceau de grande largeur, dans une première configuration. Le dispositif d'éclairage 200 comprend au moins deux sources lumineuses, telles qu'une source lumineuse centrale 201, et deux sources lumineuses latérales 202.1 15 et 202.2. Les sources lumineuses 201, 202.1 et 202.2 sont mises en regard d'une lentille comprenant des premières parties respectives 203.1 à 203.3 et une deuxième partie 204. Chacune des premières parties 203.1 à 203.3 est dédiée à une source lumineuse 202.1, 202.2 ou 201, donnée. Comme illustré sur la figure 2, les sources lumineuses 202.1, 202.2 et 201 20 sont toutes orientées dans la même direction. Selon la première configuration, toutes les sources lumineuses 202.1, 202.2 et 201 sont allumées et la lumière est guidée dans la lentille de manière à obtenir un faisceau résultant 205. La projection du faisceau résultant 205 dans un plan perpendiculaire à l'axe 25 optique du dispositif d'éclairage 200 est illustrée en référence à la figure 3. L'image 300 obtenue correspond à l'image 10 obtenue selon l'art antérieur illustré en référence à la figure 1. La figure 3 illustre le dispositif d'éclairage 200, par exemple pour l'obtention d'un faisceau de grande largeur, dans une deuxième configuration. 30 Selon la deuxième configuration, seules les sources lumineuses latérales 202.1 et 202.2 sont allumées, la source lumineuse centrale 201 étant éteinte. 3063796 6 La projection du faisceau résultant 405 dans un plan perpendiculaire à l'axe optique du dispositif d'éclairage 200 est illustrée en référence à la figure 5. L'image 500 obtenue présente une intensité lumineuse moindre comparativement à l'image 300 de la figure 3, mais présente bien la même forme que l'image 300 de la figure 3, avec 5 notamment une forte intensité lumineuse au centre, rendant difficile voire impossible l'obtention de messages lumineux par contraste par projection d'un faisceau lumineux issu d'un dispositif complémentaire, de type DMD par exemple. La figure 6 illustre un dispositif d'éclairage 600 selon un mode de réalisation de l'invention, par exemple pour l'obtention d'un faisceau de grande largeur, dans une 10 première configuration. La composition du dispositif d'éclairage 600 est semblable à celle du dispositif 200 présenté précédemment : au moins deux sources lumineuses, telles qu'une source lumineuse centrale 601, et deux sources lumineuses latérales 602.1 et 602.2. Les sources lumineuses sont mises en regard d'une lentille comprenant des premières parties 15 603.1 à 603.3 et une deuxième partie 604. La lentille peut être monobloc, auquel cas les premières parties 603.1 à 603.3 et la deuxième partie 604 forment un unique bloc. Alternativement, les premières parties 603.1 à 603.3 peuvent être fixées de manière modulaire sur la deuxième partie 604. Par exemple, leurs positions respectives peuvent être ajustées, lorsque les premières parties 603.1 à 603.3 sont reliées à la deuxième 20 partie 604 par des moyens de fixation ajustables. A la différence du dispositif d'éclairage 200 des figures 2 et 4, une surface d'entrée de la deuxième partie 604 du dispositif d'éclairage 600 est courbe et les sources latérales 602.1 et 602.2 du dispositif d'éclairage 600 ont une direction principale d'émission qui forme un angle non nul avec l'axe optique du dispositif d'éclairage 600. 25 La direction principale d'émission d'une source lumineuse, telle que l'une des sources latérales 602.1 et 602.2 correspond à une direction perpendiculaire à une surface émettrice. Par exemple, lorsque la source lumineuse est une LED plane, la surface émettrice peut être définie comme étant la surface par laquelle la LED plane émet de la lumière, souvent parallèle à un substrat de la LED plane. L'invention n'est toutefois 30 aucunement restreinte à un dispositif comportant des sources lumineuses de type LED. En effet, il est possible de définir une direction principale d'émission pour toute source lumineuse ayant une directivité donnée, quelle que soit la nature d'une telle source. 3063796 7 L'angle non nul mentionné ci-dessus peut avoir, selon l'invention, une valeur supérieure ou égale à 15°. Quant à la source lumineuse centrale 601, sa direction principale d'émission peut correspondre ou être sensiblement égale à l'axe optique du dispositif d'éclairage 5 600. Dans la première configuration, les trois sources lumineuses 601, 602.1 et 602.2 sont allumées et un faisceau lumineux résultant 605 est obtenu. La projection du faisceau résultant 605 dans un plan perpendiculaire à l'axe avant-arrière d'un véhicule automobile, lorsque le dispositif d'éclairage 600 est installé 10 dans un phare avant du véhicule, est illustrée en référence à la figure 7. L'image 700 obtenue remplit avantageusement une fonction lumineuse semblable à celle de la figure 3. Ainsi, le changement imposé sur les directions des sources lumineuses n'affecte pas la fonction lumineuse correspondant à l'allumage des trois sources lumineuses 601, 602.1 et 602.2 et qui permet la réalisation d'un faisceau de grande largeur. 15 Les premières parties 603.1 à 603.3 de la lentille de projection sont positionnées en fonction des orientations respectives des sources lumineuses 601, 602.1 et 602.2 et de manière à rendre le faisceau homogène dans la deuxième partie 604 de la lentille de projection lorsque toutes les sources lumineuses 601, 602.1 et 602.3 sont allumées. 20 Afin d'améliorer le coefficient de réflexion de la surface intérieure de la lentille de projection, la surface intérieure peut être aluminée. Par exemple, les surfaces internes des premières parties 603.1 à 603.3 peuvent être aluminées. La figure 8 illustre le dispositif d'éclairage 600 selon un mode de réalisation de l'invention, par exemple pour l'obtention d'un faisceau de grande largeur, dans une 25 deuxième configuration. Selon la deuxième configuration, la source lumineuse centrale 601 est éteinte. Du fait des angles imposés entre les sources lumineuses latérales et l'axe optique du dispositif d'éclairage, le faisceau lumineux résultant 805 est moins intense dans la direction de l'axe optique et la plupart des rayons lumineux sont de part et 30 d'autre d'une zone centrale. L'angle entre la direction principale de la première source lumineuse latérale 602.1 et l'axe optique 607 est référencé 606 en référence à la figure 8. 3063796 8 La projection du faisceau résultant 805 dans un plan perpendiculaire à l'axe optique 607 est illustrée en référence à la figure 9. L'image 900 obtenue présente une zone centrale 901 dans laquelle l'intensité lumineuse est inférieure à des zones latérales de part et d'autre de la zone centrale. La 5 zone centrale sombre a notamment une forme de V. La zone centrale sombre permet avantageusement d'améliorer le contraste d'un faisceau lumineux issu d'un dispositif complémentaire ayant pour objet la réalisation d'un message lumineux. Le dispositif d'éclairage 600 selon l'invention est ainsi avantageux en ce qu'il permet l'obtention d'une telle zone centrale sombre 901 tout en n'affectant pas la 10 fonction lumineuse associée à l'allumage simultané des trois sources lumineuses 601, 602.1 et 602.2. Comme indiqué ci-dessus, l'angle 606 peut être au moins égal à 150. De manière avantageuse l'angle 606, ainsi que l'angle entre la direction principale d'émission de la deuxième source lumineuse latérale 602.2 avec l'axe optique 607, 15 peuvent être égaux ou supérieur à 25°, diminuant ainsi davantage l'intensité lumineuse dans la zone centrale 901 et augmentant la taille de la zone centrale 901, de manière à pouvoir projeter un faisceau complémentaire de plus grande taille pour la réalisation d'un message lumineux. Il est à noter que la source lumineuse centrale 601 est optionnelle selon 20 l'invention. Son ajout permet la réalisation d'une fonction lumineuse supplémentaire. De manière préférentielle, la source lumineuse centrale 601, lorsqu'elle est intégrée dans le dispositif d'éclairage 600 peut être commandée indépendamment des deux sources lumineuses latérales 602.1 et 602.2. Afin d'éteindre et d'allumer la source lumineuse centrale 601, le dispositif 25 d'éclairage 600 selon l'invention peut comprendre un circuit de commande/sélection, non représenté sur les figures. On donne ci-après, à titre d'exemple non limitatif, des dimensions pour le dispositif d'éclairage 600. On définit la profondeur comme étant la dimension s'étendant le long de l'axe optique 607, la largeur comme étant la dimension dans le 30 plan des figures 6 et 8 et perpendiculaire à l'axe optique 607 et la hauteur comme étant la dimension perpendiculaire au plan des figures 6 et 8. Le dispositif d'éclairage 600 peut avoir une largeur comprise entre 60 et 70 mm, une profondeur comprise entre 30 et 40 mm s'étendant dans la direction de l'axe optique de la lentille, et une hauteur 3063796 9 comprise entre 20 et 30 mm. Par exemple, la largeur est égale à 66mm, la profondeur est égale à 35mm et la hauteur est égale à 26mm. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses 5 modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de réalisation décrits précédemment. REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage (600), notamment pour véhicule automobile comprenant : une lentille de projection (604; 603.1-603.3) comprenant une surface d'entrée et une surface de sortie ; au moins deux sources lumineuses (602.1 ; 602.2; 601) apte à émettre de la lumière au moins dans des directions principales d'émission respectives, les sources lumineuses étant positionnées de manière à ce que la surface d'entrée de la lentille de projection reçoive de la lumière issue des sources lumineuses, dans lequel les directions principales d'émission des sources lumineuses forment chacune un angle (606) d'au moins 15° par rapport à un axe optique (607) de la lentille et dans lequel les sources lumineuses sont positionnées de part et d'autre de l'axe optique de la lentille ; dans lequel la lentille de projection est conformée pour diriger la lumière reçue par la surface d'entrée vers la surface de sortie de manière à former un faisceau lumineux (605 ; 805), ledit faisceau lumineux comprenant une zone centrale (901) sensiblement dans l'axe optique dont une intensité lumineuse est inférieure à des intensités lumineuses respectives de zones de part et d'autre de ladite zone centrale. 2. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, dans lequel les sources lumineuses (602.1 ; 602.2; 601) sont des sources lumineuses à semi-conducteurs, telles que des LEDs. 3. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les angles entre les directions principales d'émission des sources lumineuses (602.1 ; 602.2; 601) et l'axe optique (607) de la lentille de projection (604; 603.1-603.3) sont égaux ou supérieurs à 25°. 4. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la lentille de projection (604 ; 603.1-603.3) comprend des premières parties (603.1-603.3) respectivement dédiées à chacune des sources lumineuses (602.1 ; 602.2; 601), chaque 3063796 11 première partie comprenant une surface d'entrée pour recevoir de la lumière issue de la source lumineuse à laquelle elle est dédiée, la lentille de projection comprenant en outre une deuxième partie comprenant la surface de sortie. 5 5. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel une surface interne de la lentille de projection (604 ; 603.1-603.3) est aluminée. 6. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les deux sources lumineuses (602.1 ; 602.2; 601) sont des sources lumineuses latérales, 10 le dispositif d'éclairage (600) comprenant en outre une source lumineuse centrale (601) apte à émettre de la lumière au moins dans une direction principale d'émission sensiblement parallèle à l'axe optique (607) de la lentille de projection, ladite source lumineuse centrale étant positionnée de manière à ce que la surface d'entrée de la lentille de projection reçoive de la lumière émise, et 15 le dispositif d'éclairage comprenant en outre une unité de commande pour allumer et éteindre ladite source lumineuse centrale ; dans lequel, lorsque la source lumineuse centrale est allumée, l'intensité lumineuse du faisceau lumineux dans la zone centrale est augmentée. 20 7. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif d'éclairage (600) a une largeur comprise entre 60 et 70 mm, les sources lumineuses (602.1 ; 602.2; 601) étant réparties sur la largeur, une profondeur comprise entre 30 et 40 mm s'étendant dans la direction de l'axe optique de la lentille, et une hauteur comprise entre 20 et 30 mm. 25 8. Système d'éclairage comprenant un premier dispositif d'éclairage (600) selon l'une des revendications 1 à 7, ledit premier dispositif d'éclairage émettant un premier faisceau lumineux, et comprenant en outre un deuxième dispositif d'éclairage configuré pour émettre un deuxième faisceau lumineux de manière à réaliser un 30 message lumineux par contraste d'intensité lumineuse dans la zone centrale du premier faisceau lumineux. 3063796 12 9. Système d'éclairage selon la revendication 8, dans lequel le deuxième dispositif d'éclairage est un dispositif d'éclairage à miroirs dynamiques, DMD.