Brevet FR3101391A1 — publié le 20210402

Titre : Système optique pour module lumineux L’invention concerne un système optique de projection qui comprend : - un groupe optique d’entrée (10) avec une première lentille (11) et une deuxième lentille (12), recevant des rayons lumineux issus d’une source lumineuse (1) et les faisant converger ; - un groupe optique intermédiaire (20) comprenant une lentille (21), le groupe optique intermédiaire (20) recevant des rayons depuis le groupe optique d’entrée (10) pour les faire diverger; - un groupe optique de sortie (30) comprenant au moins une lentille (31), le groupe optique de sortie (30) recevant des rayons lumineux depuis le groupe optique intermédiaire (20) pour les faire converger. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Système optique La présente invention est relative notamment à un système optique de projection et à un module lumineux pour véhicule. Une application préférée concerne l’industrie automobile, pour l’équipement de véhicules, en particulier pour la réalisation de dispositifs susceptibles d’émettre des faisceaux lumineux, encore appelés fonctions d’éclairage et/ou de signalisation, répondant en général à des réglementations. Par exemple, l’invention peut permettre la production d’un faisceau lumineux de type segmenté, notamment pour la participation à des fonctions d’éclairage à l’avant d’un véhicule et/ou éventuellement une signalisation. L’invention peut notamment permettre de générer 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’invention peut aussi s’appliquer à des fonctionnalités d’écritures sur route, ou encore à des projections lumineuses de scénarios de bienvenue pour lesquelles un éclairage est généré en particulier lorsque l’utilisateur est à l’approche de son véhicule. 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 « complément route » généralement basée sur une pluralité d’unités d’illumination comportant chacune une diode électroluminescente, ces diodes peuvant être pilotées individuellement. Le faisceau, résultant des différents segments de faisceau issus 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. On notera que l’invention ne se limite aucunement aux faisceaux du type ADB mentionnés ci-dessus mais trouve une application dans la projection de tous faisceaux présentant une segmentation dont on souhaite une imagerie de préférence suffisamment précise tout en gardant une grande ouverture. Il peut s’agir de faisceaux présentant plus ou moins de segments, pouvant être disposés en tout ou partie au-dessus d’une ligne de coupure ou en dessous. Certaines fonctionnalités notamment d’adaptation dynamique de directions de faisceaux en cas de virages, par exemple la fonction connue sous l’acronyme DBL (Dynamic Bending Light, pour éclairage dynamique en courbe). 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 de zones émissives activables sélectivement. Pour des raisons de prix de revient et d’encombrement, il convient d’optimiser les systèmes optiques pour des implémentations automobiles ; cependant, les applications pointues telles que la réalisation d’un faisceau ADB imposent de disposer d’une netteté suffisante, en particulier pour bien isoler les segments du faisceau à éteindre, de sorte à réaliser une mise en forme précise de la zone sombre sans toutefois pénaliser l’illumination générale, qui exige elle-même une grande ouverture numérique. Un objet de la présente invention est donc de proposer un système optique qui réalise un compromis entre la complexité et l’efficacité optique, en particulier en termes d’ouverture et de netteté, du système optique. 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 système optique de projection, notamment pour module lumineux de véhicule, comprenant : - un groupe optique d’entrée comprenant au moins une première lentille et une deuxième lentille, le groupe optique d’entrée étant apte à recevoir des rayons lumineux issus d’une source lumineuse et à les faire converger ; - un groupe optique intermédiaire comprenant au moins une lentille, le groupe optique intermédiaire recevant des rayons lumineux depuis le groupe optique d’entrée et étant configuré pour les faire diverger; - un groupe optique de sortie comprenant au moins une lentille, le groupe optique de sortie recevant des rayons lumineux depuis le groupe optique intermédiaire et étant configuré pour les faire converger. Grâce à cette disposition, la lumière émise par la source est successivement traitée par les trois groupes optiques de l’invention. L’enchaînement d’un groupe convergent, d’un groupe divergent et d’un groupe convergent tel que proposé assure une haute définition sans pour autant rendre nécessaire la multiplication des lentilles. En particulier, l’invention peut se limiter à quatre ou cinq lentilles pour l’ensemble des groupes considérés. Avantageusement, il n’y a pas besoin de lentille de projection supplémentaire. Par rapport à un triplet, système optique typiquement utilisé, la présence de plusieurs lentilles, et de préférence de deux lentilles, dans le groupe d’entrée assure un accroissement de l’ouverture numérique du système optique de projection. Dans un mode de réalisation préféré, le groupe optique de sortie présente également plusieurs lentilles, et en particulier deux, de sorte que la netteté est augmentée, pour obtenir une meilleure résolution. De manière avantageuse, le champ angulaire de projection peut être supérieur à 30°, ce qui est particulièrement bien adapté à la réalisation de faisceau de type ADB. De façon préférée, on n’utilise que des composants sphériques ce qui assure un coût de fabrication réduit. On peut aussi espacer les lentilles par des lames d’air de sorte que des collages de lentilles ne sont pas nécessaires. Un autre aspect est relatif à un module lumineux, notamment pour véhicule automobile, comprenant le système optique, et une source de lumière pixélisée comprenant une pluralité de zones émissives activables sélectivement. Le module lumineux est avantageusement configuré pour produire ou participer à produire un faisceau ADB. 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 dans un premier mode de réalisation indicatif. La figure 2 représente une vue schématique d’un module dans un deuxième mode de réalisation indicatif. 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. Système optique de projection, notamment pour module lumineux de véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend : - un groupe optique d’entrée (10) comprenant au moins une première lentille (11) et une deuxième lentille (12), le groupe optique d’entrée (10) étant apte à recevoir des rayons lumineux issus d’une source lumineuse (1) et à les faire converger ; - un groupe optique intermédiaire (20) comprenant au moins une lentille (21), le groupe optique intermédiaire (20) recevant des rayons lumineux depuis le groupe optique d’entrée (10) et étant configuré pour les faire diverger; - un groupe optique de sortie (30) comprenant au moins une lentille (31), le groupe optique de sortie (30) recevant des rayons lumineux depuis le groupe optique intermédiaire (20) et étant configuré pour les faire converger. Système selon la revendication précédente, dans lequel la distance séparant le dioptre de sortie du groupe optique d’entrée (10) et le dioptre d’entrée du groupe optique intermédiaire (20), mesurée au niveau du bord desdits dioptres, est inférieure ou égale à 3 mm. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la distance séparant le dioptre de sortie du groupe optique intermédiaire (20) et le dioptre d’entrée du groupe optique de sortie (30), mesurée au niveau du bord desdits dioptres, est inférieure ou égale à 3 mm. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe optique d’entrée (10), le groupe optique intermédiaire (20) et le groupe optique de sortie (30) sont configurés pour que le système soit plus ouvert numériquement que F/0.9, et de préférence plus ouvert que F/0.75. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel toutes les lentilles au moins du groupe optique d’entrée (10) et du groupe optique de sortie (20) sont formées en verre optique avec un indice de réfraction supérieur ou égal à 1,7. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel toutes les lentilles du groupe optique d’entrée (10), du groupe optique intermédiaire (20) et du groupe optique de sortie (30) présentent un ratio « épaisseur au centre de lentille/diamètre utile de lentille » qui ne dépasse pas 0,25. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe optique intermédiaire (20) comprend une lentille (21) unique. Système selon la revendication précédente, dans lequel la lentille (21) unique est bi-concave. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe optique de sortie (30) consiste en une première lentille (31) et une deuxième lentille (32). Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe optique d’entrée (10) consiste en la première lentille (11) et la deuxième lentille (12). Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel toutes les lentilles du groupe optique d’entrée (10), du groupe optique intermédiaire (20) et du groupe optique de sortie (30) sont successivement espacées par une lame d’air. Module lumineux, notamment pour véhicule automobile, comprenant un système selon l’une quelconque des revendications précédentes et une source de lumière (1) pixelisée comprenant une pluralité de zones émissives activables sélectivement. Module lumineux selon la revendication précédente, dans lequel la distance minimale séparant la source de lumière (1) et le dioptre d’entrée du groupe optique d’entrée (10) est supérieure ou égale à 5 mm.