Brevet FR3101932A1 — publié le 20210416

Titre : Dispositif optique pour module lumineux L’invention concerne un dispositif optique et un module lumineux comprenant une source lumineuse dotée d’une pluralité d’éléments émissifs et de ce dispositif optique. Une face d’une lentille du dispositif comporte un réseau de motifs en creux organisé chacun avec un profil déterminé de sorte à produire un étalement de lumière optimisé. Ce profil comporte notamment une symétrie de révolution. Figure pour l’abrégé : Fig. 4 Système optique DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne les dispositifs d’éclairage et/ou de signalisation et les organes optiques qui y participent. Elle trouve pour application particulièrement avantageuse le domaine des véhicules automobiles. Dans le secteur de l’automobile, on connait des dispositifs susceptibles d’émettre des faisceaux lumineux, encore appelés fonctions d’éclairage et/ou de signalisation, répondant en général à des réglementations. Récemment, on a développé des technologies permettant de produire un faisceau segmenté, aussi appelé pixélisé, pour réaliser des fonctions d’éclairage avancées. C’est notamment le cas pour une fonction d’éclairage de type «route complémentaire » généralement basée sur une pluralité d’unités d’illumination comportant chacune une diode électroluminescente, diodes qui peuvent être pilotées individuellement. Ce faisceau peut, notamment, servir à compléter l’éclairage d’un faisceau de type code, pour former un éclairage de type route. Le faisceau, résultant des différents segments de faisceau issus de chacune des diodes, est projeté au moyen d’un système optique de projection comprenant généralement une ou plusieurs lentilles. Par exemple, on peut produire un faisceau de complément route, associé avec un faisceau de base totalement ou pour le moins majoritairement projeté en dessous d’une ligne horizontale de coupure du type utilisé pour la fonction de feu de croisement, le faisceau de complément route s’additionnant au faisceau de base de sorte à le compléter au-dessus de la ligne de coupure ; avantageusement, ce faisceau de complément route est adaptatif pour allumer ou éteindre certaines parties du faisceau global projeté, par exemple pour des fonctions anti éblouissement. L’acronyme ADB (pour Adaptative Driving Beam signifiant faisceau de route adaptatif) est utilisé pour ce type de fonction. Dans la présente description, on appelle faisceau segmenté, un faisceau dont la projection forme une image composée de segments de faisceau, chaque segment pouvant être allumé de manière indépendante. On peut employer une source de lumière pixélisée pour former ces segments. Une telle source comprend une pluralité d’éléments émissifs activables sélectivement. Les éléments émissifs sont placés les uns à côté des autres sur un support, avec un certain pas. L’écartement entre ces éléments induit que des segments projetés par des éléments émissifs contigus ne forment pas une parfaite continuité. Cet écartement se traduit par un contraste de transition, , avec des parties plus sombres dans les zones de jonction des segments. Ce phénomène dégrade la qualité du faisceau global et un niveau de contraste en deçà d’un seuil (typiquement moins de 5% pour un contraste calculé suivant la formule de Michelson) est à atteindre pour respecter les cahiers des charges de telles fonctions d’éclairage. Dans le même temps, si l’on cherche à flouter le contour des segments pour estomper ces transitions, on induit un contour moins net du faisceau global formé par la réunion des segments. Dans une fonction ADB, cette netteté est pourtant recherchée pour délimiter efficacement les zones où les autres conducteurs ne sont pas éblouis, sans éteindre plus d’éléments émissifs que nécessaire. Un objet de la présente invention est donc de proposer un système optique de traitement des rayons lumineux issus de la source pixélisée qui fournisse une netteté satisfaisante du contour d’un faisceau segmenté et une homogénéité convenable de l’éclairement au sein du faisceau. Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés. RÉSUMÉ Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un dispositif optique de projection de faisceaux lumineux apte à coopérer avec une source de lumière pixelisée comprenant une pluralité d’éléments émissifs activables sélectivement, le dispositif comprenant une lentille dont une première face comprend un réseau de motifs en creux, caractérisé en ce que chaque motif est tel que : il présente une symétrie de révolution autour d’une direction normale locale z à la première face de sorte à définir, dans tout plan contenant la direction normale locale z, un profil symétrique en deux zones, à savoir une première zone et une deuxième zone, autour de la normale locale ; chacune des deux zones comprend deux portions, une portion basale de la première zone présentant un point bas de jonction avec la portion basale de la deuxième zone, la portion basale de la première zone comportant un premier point intermédiaire de jonction avec une portion sommitale de la première zone, et la portion basale de la deuxième zone comportant un deuxième point intermédiaire de jonction avec une portion sommitale de la deuxième zone ; pour chacune des deux zones, la portion basale et la portion sommitale sont symétriques autour de leur point intermédiaire de jonction respectif. Grâce à ce profil de motifs en creux, on maitrise mieux la netteté du bord du faisceau et on règle, avantageusement sans que son angle soit trop élevé, l’étalement du faisceau. Par exemple, on peut rendre l’angle d’étalement inférieur ou égal à 0.02°. On peut ainsi réaliser une fonction de transmittance bidirectionnelle au sein de la lentille, avec des paramètres optimisés. Un autre aspect est relatif à un module lumineux, notamment pour véhicule automobile, comprenant un dispositif optique, et une source de lumière pixelisée comprenant une pluralité d’éléments émissifs activables sélectivement. Un autre aspect concerne un véhicule équipé d’au moins un module selon la présente invention. Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : La figure 1 représente une vue schématique d’un module lumineux. La figure 2 représente une face microstructurée de lentille. La figure 3 montre un détail de la figure 2. La figure 4 est une représentation d’un demi-profil de microstructure formée par un motif en creux dans la lentille. La figure 5 donne des angles de construction du profil. La figure 6 expose la notion d’angle solide en un point de la surface du motif en creux. La figure 7 donne une explication de calcul de déviation. Les figures 8 et 9 montrent le résultat d’une projection de faisceau, avec un paramétrage différent de la lentille en faisant varier la déviation en sortie de source (δ). Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. Dispositif optique de projection de faisceaux lumineux apte à coopérer avec une source (1) de lumière pixelisée comprenant une pluralité d’éléments émissifs (11) activables sélectivement, le dispositif comprenant une lentille (2) dont une première face comprend un réseau de motifs (23) en creux, caractérisé en ce que chaque motif (23) est tel que : il présente une symétrie de révolution autour d’une direction normale locale (z) à la première face de sorte à définir, dans tout plan contenant la direction normale locale (z), un profil symétrique en deux zones, à savoir une première zone et une deuxième zone, autour de la normale locale ; chacune des deux zones comprend deux portions, une portion basale (231) de la première zone présentant un point bas de jonction (233) avec la portion basale de la deuxième zone, la portion basale (231) de la première zone comportant un premier point intermédiaire (234) de jonction avec une portion sommitale (232) de la première zone, et la portion basale de la deuxième zone comportant un deuxième point intermédiaire de jonction avec une portion sommitale de la deuxième zone ; pour chacune des deux zones, la portion basale et la portion sommitale sont symétriques autour de leur point intermédiaire de jonction respectif. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le profil symétrique présente, au point bas de jonction (233), une tangente orthogonale à la direction normale locale et une dérivée seconde infinie. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le profil symétrique est défini par la formule suivante de la portion basale (231) de la première zone : où : F(y) est une coordonnée d’un point de la portion basale (231) de la première zone, selon la direction normale locale (z) en utilisant le point bas de jonction avec la portion basale de la deuxième zone comme origine des coordonnées suivant la direction normale locale z, ledit point ayant y comme coordonnée selon une direction locale perpendiculaire à la direction normale locale (z) ; n est l’indice de réfraction du matériau de la lentille ; k est une constante. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première face est la face de sortie (22) de la lentille (2). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première face est portée par un plan. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la première face est portée par une portion de sphère. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’angle de déviation maximal γ max de rayons lumineux en sortie est inférieur ou égal à la largeur, et de préférence à une demi-largeur, d’un élément émissif de la pluralité d’éléments émissifs (11). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les motifs (11) présentent une dimension en profondeur inférieure à 2 µm. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les motifs (11) présentent un diamètre inférieur à 1.5 mm au niveau de la première face. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la lentille (2) est une lentille de projection. Module lumineux, notamment pour véhicule automobile, comprenant un dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes et une source de lumière (1) pixelisée comprenant une pluralité d’éléments émissifs (11) activables sélectivement.