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EP4264123B1 - Dispositif lumineux bi-fonction avec lentille rotative - Google Patents

Dispositif lumineux bi-fonction avec lentille rotative Download PDF

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Publication number
EP4264123B1
EP4264123B1 EP21854808.9A EP21854808A EP4264123B1 EP 4264123 B1 EP4264123 B1 EP 4264123B1 EP 21854808 A EP21854808 A EP 21854808A EP 4264123 B1 EP4264123 B1 EP 4264123B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lighting device
optical system
light beam
optical
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21854808.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP4264123A1 (fr
Inventor
Olivier Ruat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of EP4264123A1 publication Critical patent/EP4264123A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP4264123B1 publication Critical patent/EP4264123B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/147—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device
    • F21S41/148—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device the main emission direction of the LED being perpendicular to the optical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/321—Optical layout thereof the reflector being a surface of revolution or a planar surface, e.g. truncated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/63—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates
    • F21S41/635—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by moving refractors, filters or transparent cover plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/40—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the combination of reflectors and refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/13—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region
    • F21W2102/135—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region the light having cut-off lines, i.e. clear borderlines between emitted regions and dark regions
    • F21W2102/155—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region the light having cut-off lines, i.e. clear borderlines between emitted regions and dark regions having inclined and horizontal cutoff lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2103/00—Exterior vehicle lighting devices for signalling purposes
    • F21W2103/55—Daytime running lights [DRL]

Definitions

  • the invention relates to the field of lighting and light signaling, in particular for motor vehicles.
  • Such a light module conventionally comprises a collector with a reflective surface of revolution with an elliptical profile, in the shape of a cap in a half-space delimited by a horizontal plane.
  • An essentially point light source, of the electroluminescent diode type is located at a first focus of the reflective surface and illuminates in the half-space in the direction of said surface. The rays are thus reflected in a convergent manner towards a second focus of the reflective surface.
  • Another generally flat reflective surface with a cut-off edge at the second focus, ensures an upward reflection of the rays which do not pass precisely through the second focus, these rays then being refracted by a thick lens towards the bottom of the lighting beam.
  • This reflective surface is commonly referred to as a "folder” in that it "folds" towards the top of the projection lens the rays which would otherwise form an upper part of the lighting beam.
  • Such a light module has the disadvantage of requiring high precision in the positioning of the folder and the cutting edge.
  • the projection lens must be a thick lens due to its short focal length, which increases its weight and complicates its production, such as shrinkage defects.
  • the collector has a certain height and, therefore, a certain height requirement.
  • the published patent document WO 2020/025171 A1 discloses a light module in particular for a motor vehicle, comprising a collector with a reflective surface collecting and reflecting the light rays emitted by a light source into a light beam, similar to a folding light module.
  • the light module also comprises an optical projection system, such as a lens, specifically configured to project the light beam in question by forming an image of the reflective surface of the collector.
  • the optical projection system has a focus located on the reflective surface, for example at a rear edge thereof, so as to correctly image said edge and form a cut-off clear in the projected light beam.
  • This type of light module has the advantages of compactness, particularly in height, and simplicity of production. They can be combined to form different light beams which add up.
  • the invention aims to overcome at least one of the drawbacks of the aforementioned state of the art. More particularly, the invention aims to propose a lighting device which integrates a maximum of lighting functions.
  • the invention relates to a light device for a motor vehicle, comprising one or more light sources capable of emitting light rays; one or more collectors each with a reflective surface configured to collect and reflect the light rays emitted by the one or more light sources, called reflected light rays, into a reflected light beam along an optical axis; an optical system comprising a projection lens performing a first optical function performing the projection of at least the majority of the reflected light beam into a projected light beam by imaging a portion of the or each reflective surface located, along a general direction of propagation of the light beam, behind the or each corresponding light source; remarkable in that the optical system comprises an additional portion distinct from the projection lens and performing a second optical function performing a diffusion of at least the majority of the reflected light beam into a diffused light beam, said optical system being rotatable about an axis of rotation between a first position where the first function is active and a second position where the second function is active.
  • the collector can be a concave reflector.
  • At least some of the reflected rays have angles of inclination relative to the optical axis that are less than or equal to 10°. This allows for so-called Gaussian conditions, thus allowing stigmatism.
  • the additional part is formed by one or more diffusing screens, the or each diffusing screen being crossed by at least the majority of the reflected light beam when the optical system is in the second position, the at least majority of the reflected light beam being diffused after having crossed said screen to form the diffused light beam.
  • the projection lens has a focal zone located on the reflecting surface of the or each of the corresponding collectors, at a rear edge of said reflecting surface. This simply makes it possible to image the part of the part of the reflecting surface located at the rear of the light source.
  • the focal zone is located at a rear edge of said reflecting surface.
  • this focal zone can be a focal point, also called a focus, or can be a focal line, also called a line of focuses.
  • the optical system comprises an optical part comprising the projection lens and the additional part, the lighting device comprising a mechanism for rotating said optical part around the axis of rotation.
  • said optical part is a transparent part.
  • the optical part comprises a first input face and a first output face associated with the first input face, corresponding to the projection lens, and a second input face and a second output face associated with the second input face, corresponding to the additional part, the first and second input faces and/or the first and second output faces being angularly offset around the axis of rotation by an angle of between 60° and 120°.
  • the second output face has an average height, perpendicular to the axis of rotation, greater than an average height, perpendicular to the axis of rotation, of the first output face.
  • the first output face has an average height, perpendicular to the axis of rotation, less than 10 mm.
  • the first input face in the first position of the optical system, is positioned facing the one or more collectors, and in the second position, the second input face is positioned facing the one or more collectors.
  • the axis of rotation of the optical system is transverse to the optical axis and horizontal when the lighting device is in the operational position.
  • the optical part is elongated along the axis of rotation.
  • the rotation of the optical system between the first and second functions has an angular amplitude of between 60° and 120°.
  • the light beam projected in the first position of the optical system is a lighting beam and the light beam diffused in the second position of the optical system is a signaling beam or a light signature.
  • a light signature is a light beam having an aesthetic light function which would make it possible to identify the model and/or make of the vehicle in all circumstances.
  • the light device comprises several light sources and several collectors with several reflecting surfaces so as to form several added reflected light beams, and in which the optical system is rotatable between the first position where the projection lens receives at least the majority of said reflected light beams and a second position where the additional part receives at least the majority of said reflected light beams.
  • each of the at least one light source, the at least one collector and the at least one reflective surface is multiple so as to selectively form several light beams that add together.
  • the multiple collectors, reflective surfaces and light sources are arranged side by side.
  • the first function of the optical system comprises a focal line passing through the reflective surfaces, more advantageously through the rear edges of said reflective surfaces, or between said reflective surfaces and the corresponding light sources.
  • the second function of said optical system forms a light beam from light rays emitted by one or more auxiliary light sources.
  • the measures of the invention are interesting in that they make it possible to integrate at least one additional light function into a lighting device, without actually increasing the necessary volume.
  • the light sources present in the device for the lighting function(s) can be used for the additional function.
  • the [ fig.1 ] is a perspective view of a lighting device according to the invention.
  • the lighting device 2 is, here, a selectively lighting and signaling device, as will be detailed below.
  • the lighting device 2 comprises a housing 4 itself being able to consist of a series of components or housing portions, assembled to each other.
  • the housing 4 comprises several optical cavities with light sources 6.1, 6.2, 6.3 and reflective surfaces 8.1, 8.2 and 8.3.
  • the lighting device also comprises an optical system 10 capable of receiving and shaping the light beams in question.
  • the optical system 10 comprises an optical part 12 with a dual function, namely a first optical projection function and a second optical light diffusion function.
  • the optical part 12 is mounted to rotate about an axis of rotation 14 so as to activate, selectively, one or the other of the first and second functions.
  • the lighting device 2 comprises a mechanism 16 for rotating said optical part 12 about the axis of rotation 14. This mechanism may comprise an electric motor coupled to an angle return mechanism itself coupled to the optical part.
  • the second light diffusion function is activated, meaning that the light beams produced by the light sources and associated reflective surfaces will be diffused in order to provide a signaling function.
  • FIGS. 2 and 3 illustrate schematically and in longitudinal section the lighting device of the [ fig.1 ] in the first and second functions, respectively. More specifically, these figures illustrate a single light source and a single reflective surface associated with the light source, it being understood that they apply to each of the light sources and associated reflective surfaces.
  • fig.2 illustrates the light device 2 when the optical device is in the first position where the first optical function of projecting the light beam is active.
  • the optical part 12 comprises a first portion 12.1 corresponding to the first function and a second portion 12.2 corresponding to the second function.
  • the first portion 12.1 of the optical part 12 is active by being arranged facing the light rays emitted by the light source 6 and reflected by the reflecting surface 8, while the second portion 12.2 is inactive by being arranged at a distance from the rays in question.
  • these two portions each have a generally elongated cross section, these two cross sections forming an elbow with an angle close to the order of 90°, advantageously between 70° and 100°.
  • These cross sections in principle have different geometries given their different optical functions.
  • the first portion 12.1 of the optical part 12, ensuring the first function forms a projection lens with an input face 12.1.1 and an input face 12.1.2.
  • This lens may in particular be of the plano-convex or biconvex type.
  • the second portion 12.2 of the optical part 12, ensuring the second function also comprises an input face 12.2 1 and an output face 12.2.2.
  • the first portion 12.1 is formed by a projection lens while the second portion 12.2 is here formed by an additional part distinct from the projection lens.
  • the light source 6 is advantageously of the semiconductor type, such as in particular a light-emitting diode.
  • the light source 6 emits light rays in a half-space delimited by the main plane of said source, according to the example shown, in a main direction perpendicular to said plane and to the optical axis 18.
  • the main emission direction may be between 65° and 115° relative to the optical axis 18.
  • a collector 20 forms a shell-shaped or cap-shaped support, on the inner face of which the reflecting surface 8 is applied.
  • the reflecting surface 8 advantageously has an elliptical or parabolic profile. It is advantageously a surface of revolution about an axis parallel to the optical axis. Alternatively, it may be a free-form surface or a swept surface or an asymmetrical surface. It may also comprise several sectors.
  • the shell-shaped or cap-shaped collector 20 is advantageously made of materials having good heat resistance, for example glass or synthetic polymers such as polycarbonate PC or polyetherimide PEI.
  • the expression "parabolic type" generally applies to reflectors whose surface has a single focus, i.e.
  • a parabolic surface may therefore have parabolic portions or not.
  • a reflector with such a surface is generally used alone to create a light beam. Alternatively, it can be used as a projection surface associated with an elliptical reflector. In this case, the light source of the parabolic reflector is the convergence zone of the rays reflected by the elliptical reflector.
  • the light source 6 is arranged at a focus of the reflecting surface 8 of such that its rays are collected and reflected along the optical axis, said rays, called reflected rays, forming a reflected light beam. At least part of these reflected rays have angles of inclination a in a vertical plane relative to said axis which are less than or equal to 25°, preferably less than or equal to 10°, so as to be in the so-called Gaussian conditions, making it possible to obtain a stigmatism, that is to say a sharpness of the projected image. These are advantageously the rays reflected by the rear part of the reflecting surface 8.
  • the first portion 12.1 of the optical part 12, forming the projection lens has a focus 12.1.3 which is located along the optical axis 18, at the level of the light source 6 or behind said source.
  • the focus 12.1.3 is located on the reflecting surface 8, at a rear edge, here also lower edge, thereof. It should be noted that it is also possible for this focus to be located at the rear or at the front of the reflecting surface 8, preferably nearby, in particular less than 10 mm, preferably less than 5 mm.
  • the first portion 12.1 described is configured to project at least the majority of the reflected light beam into a projected light beam performing a lighting light function.
  • fig.3 illustrates the light device 2 when the optical device is in the second position where the second optical function of diffusing the light beam is active.
  • the optical part has undergone a rotation about its rotation axis 14 of the order of 90°, in this case in the anti-clockwise direction, so as to make the first portion 12.1 inactive and the second portion 12.2 active.
  • the input face 12.2.1 of the second portion 12.2 intersects with the optical axis 18 and is located opposite the reflecting surface 8 and the light source 6, so as to collect the light beam produced by the latter, also called the reflected light beam.
  • At least one of the input 12.2.1 and output 12.2.2 faces may have a rough or grained surface so as to provide a light diffusion function.
  • the second portion 12.2 is configured to project at least the majority of the reflected light beam into a diffusing light beam which here performs a light signaling function.
  • the input face 12.2.1 of the second portion 12.2 of the optical part 12 is at a distance from the reflecting surface 8 that is potentially different from that of the input face 12.1.1 of the first portion 12.1 (when the latter is in the active position).
  • the function of the second function of the optical system is not to image the reflecting surface 8 illuminated by the light source 6 like the first function.
  • the second function consists of diffusing the light in order to provide a signaling function.
  • the input face 12.2.1 of the second portion 12.2 is higher (in a direction perpendicular to the optical axis when the function is active) than the input face 12.1.1 of the first portion 12.1, allowing it to collect more rays reflected by the reflecting surface 8.
  • auxiliary light sources for the second function, i.e. inactive for the first function.
  • the second function described above may be, for example, a signaling function that is not necessary when the motor vehicle is moving.
  • it may be a function such as a position light or lantern, or a light signature, activated when the vehicle is parked or stopped for a long time.
  • the optical system 10 may be common to several collectors, reflecting surfaces and associated light sources, arranged side by side.
  • the first function may then have not a point focus but a focus line passing through the rear parts of the reflecting surfaces in question.
  • the focus line in question may not be rectilinear, in this case slightly curved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

    Domaine technique
  • L'invention a trait au domaine de l'éclairage et de la signalisation lumineuse, en particulier pour les véhicules automobiles.
    • Technique antérieure
  • Il est généralement connu de réaliser un faisceau d'éclairage à coupure en utilisant un ou plusieurs modules lumineux à plieuse. Un tel module lumineux comprend, classiquement, un collecteur avec une surface réfléchissante de révolution avec un profil elliptique, en forme de calotte dans un demi-espace délimité par un plan horizontal. Une source lumineuse essentiellement ponctuelle, du type diode à électroluminescence, est située à un premier foyer de la surface réfléchissante et éclaire dans le demi-espace en direction de ladite surface. Les rayons sont ainsi réfléchis de manière convergente vers un deuxième foyer de la surface réfléchissante. Une autre surface réfléchissante, généralement plane, avec un bord de coupure au niveau du deuxième foyer assure une réflexion vers le haut des rayons qui ne passent pas précisément par le deuxième foyer, ces rayons étant ensuite réfractés par une lentille épaisse vers le bas du faisceau d'éclairage. Cette surface réfléchissante est couramment désignée « plieuse » en ce qu'elle « replie » vers le haut de la lentille de projection les rayons qui, sinon, formeraient une partie supérieure du faisceau d'éclairage. Un tel module lumineux présente l'inconvénient de requérir une précision importante au niveau du positionnement de la plieuse et du bord de coupure. Aussi, la lentille de projection doit être une lentille épaisse en raison de sa faible distance focale, ce qui augmente son poids et complique sa production, comme notamment des défauts de retassures. De plus, le collecteur présente une certaine hauteur et, partant, un certain encombrement en hauteur.
  • Le document de brevet publié WO 2020/025171 A1 divulgue un module lumineux notamment pour véhicule automobile, comprenant un collecteur avec une surface réfléchissante collectant et réfléchissant les rayons lumineux émis par une source lumineuse en un faisceau lumineux, similaire à un module lumineux à plieuse. Le module lumineux comprend également un système optique de projection, tel qu'une lentille, spécifiquement configuré pour projeter le faisceau lumineux en question en formant une image de la surface réfléchissante du collecteur. A cet effet, le système optique de projection présente un foyer situé sur la surface réfléchissante, par exemple à un bord arrière de celle-ci, de manière à correctement imager ledit bord et former une coupure nette dans le faisceau lumineux projeté. Ce type de module lumineux présente des avantages de compacité, notamment en hauteur, et de simplicité de réalisation. Ils peuvent être combinés pour former différents faisceaux lumineux s'additionnant.
  • Il est généralement intéressant de regrouper un maximum de fonctions lumineuses dans un même dispositif lumineux, notamment pour des raisons de style. Dans cette logique, des améliorations restent à faire.
    • Exposé de l'invention
  • L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer un dispositif lumineux qui intègre un maximum de fonctions lumineuses.
  • L'invention a pour objet un dispositif lumineux pour véhicule automobile, comprenant une ou plusieurs sources lumineuses aptes à émettre des rayons lumineux ; un ou plusieurs collecteurs avec, chacun, une surface réfléchissante configurée pour collecter et réfléchir les rayons lumineux émis par la ou les plusieurs sources lumineuses, dits rayons lumineux réfléchis, en un faisceau lumineux réfléchi suivant un axe optique ; un système optique comprenant une lentille de projection réalisant une première fonction optique réalisant la projection d'au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi en un faisceau lumineux projeté en imageant une partie de la ou chaque surface réfléchissante située, suivant une direction générale de propagation du faisceau lumineux, à l'arrière de la ou de chaque source lumineuse correspondante ; remarquable en ce que le système optique comprend une partie additionnelle distincte de la lentille de projection et réalisant une deuxième fonction optique réalisant une diffusion d'au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi en un faisceau lumineux diffusé, ledit système optique étant rotatif autour d'un axe de rotation entre une première position où la première fonction est active et une deuxième position où la deuxième fonction est active.
  • Ci-après sont décrits des modes avantageux mais non limitatifs de l'invention, un ou plusieurs de ces modes pouvant être combinés entre eux.
  • Le collecteur peut être un réflecteur concave.
  • Au moins une partie des rayons réfléchis présentent des angles d'inclinaison par rapport à l'axe optique qui sont inférieurs ou égaux à 10°. Cela permet d'être dans les conditions dites de Gauss, permettant ainsi un stigmatisme.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, la partie additionnelle est formée par un ou plusieurs écrans diffusants, le ou chaque écran diffusant étant traversé par au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi lorsque le système optique est dans la deuxième position, l'au moins majorité du faisceau lumineux réfléchi étant diffusée après avoir traversé ledit écran pour former le faisceau lumineux diffusé.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, la lentille de projection présente une zone focale située sur la surface réfléchissante du ou de chacun des collecteurs correspondants, à un bord arrière de ladite surface réfléchissante. Cela permet simplement d'imager la partie de la partie de la surface réfléchissante située à l'arrière de la source lumineuse. Avantageusement, la zone focale est située à un bord arrière de ladite surface réfléchissante. D'une manière générale, cette zone focale peut être un point focal, encore appelé foyer, ou peut être une ligne focale, encore appelée ligne de foyers. Selon un mode avantageux de l'invention, le système optique comprend une pièce optique comprenant la lentille de projection et la partie additionnelle, le dispositif lumineux comprenant un mécanisme de mise en rotation de ladite pièce optique autour de l'axe de rotation. Avantageusement, ladite pièce optique est une pièce transparente.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, la pièce optique comprend une première face d'entrée et une première face de sortie associé à la première face d'entrée, correspondant à la lentille de projection, et une deuxième face d'entrée et une deuxième face de sortie associée à la deuxième face d'entrée, correspondant à la partie additionnelle, les première et deuxième faces d'entrée et/ou les première et deuxième faces de sortie étant décalées angulairement autour de l'axe de rotation d'un angle compris entre 60° et 120°.
  • Avantageusement, la deuxième face de sortie présente une hauteur moyenne, perpendiculairement à l'axe de rotation, supérieure à une hauteur moyenne, perpendiculairement à l'axe de rotation, de la première face de sortie.
  • Avantageusement, la première face de sortie présente une hauteur moyenne, perpendiculairement à l'axe de rotation, inférieure à 10mm.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, dans la première position du système optique, la première face d'entrée est positionnée en vis-à-vis du ou des plusieurs collecteurs, et dans la deuxième position, la deuxième face d'entrée est positionnée en vis-à-vis du ou des plusieurs collecteurs.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, l'axe de rotation du système optique est transversal à l'axe optique et horizontal lorsque le dispositif lumineux est en position opérationnelle.
  • Avantageusement, la pièce optique est allongée suivant l'axe de rotation.
  • Avantageusement, la rotation du système optique entre les première et deuxième fonctions une amplitude angulaire comprise entre 60° et 120°.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, le faisceau lumineux projeté dans la première position du système optique est un faisceau d'éclairage et le faisceau lumineux diffusé dans la deuxième position du système optique est un faisceau de signalisation ou une signature lumineuse. Ici, une signature lumineuse est un faisceau lumineux ayant une fonction lumineuse esthétique qui permettrait d'identifier le modèle et/ou la marque du véhicule en toutes circonstances.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif lumineux comprend plusieurs sources lumineuses et plusieurs collecteurs avec plusieurs surfaces réfléchissantes de manière à former plusieurs faisceaux lumineux réfléchis s'additionnant, et dans lequel le système optique est rotatif entre la première position où la lentille de projection reçoit au moins la majorité desdits faisceaux lumineux réfléchis et une deuxième position où la partie additionnelle reçoit au moins la majorité desdits faisceaux lumineux réfléchis.
  • Avantageusement, chacun de l'au moins une source lumineuse, l'au moins un collecteur et l'au moins une surface réfléchissante est multiple de manière à former, de manière sélective, plusieurs faisceaux lumineux s'additionnant. A titre d'exemple, les multiples collecteurs, surfaces réfléchissantes et sources lumineuses sont disposées côte-à-côte. Avantageusement, la première fonction du système optique comprend une ligne de foyer passant par les surfaces réfléchissantes, plus avantageusement par les bords arrières desdites surfaces réfléchissantes, ou entre lesdites surfaces réfléchissantes et les sources lumineuses correspondantes.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, dans la deuxième position du système optique, la deuxième fonction dudit système optique forme un faisceau lumineux à partir de rayons lumineux émis par une ou plusieurs sources lumineuses auxiliaires.
  • Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent d'intégrer au moins une fonction lumineuse additionnelle dans un dispositif lumineux d'éclairage, et ce sans véritablement augmenter le volume nécessaire. Les sources lumineuses présentes dans le dispositif pour la ou les fonctions d'éclairage peuvent être utilisées pour la fonction additionnelle.
    • Brève description des dessins
    • [fig.1] est une vue en perspective d'un dispositif lumineux selon l'invention, ledit dispositif comprenant un système optique ;
    • [fig.2] est une représentation schématique, en coupe longitudinale, du dispositif lumineux de la [fig.1] lorsque le système optique est dans une première position ;
    • [fig.3] est une représentation schématique, en coupe longitudinale, du dispositif lumineux de la [fig.1] lorsque le système optique est dans une deuxième position.
    Description détaillée
  • Les figures 1 à 3 illustrent un exemple de réalisation de l'invention.
  • Plus spécifiquement, la [fig.1] est une vue en perspective d'un dispositif lumineux selon l'invention.
  • Le dispositif lumineux 2 est, ici, un dispositif sélectivement d'éclairage et de signalisation, comme va être détaillé ci-après. Le dispositif lumineux 2 comprend un boîtier 4 pouvant lui-même être constitué d'une série de composants ou portions de boîtier, assemblés les uns aux autres. Comme cela est visible le boîtier 4 comprend plusieurs cavités optiques avec des sources lumineuses 6.1, 6.2, 6.3 et des surfaces réfléchissantes 8.1, 8.2 et 8.3. Chacune des surfaces réfléchissantes 8.1, 8.2 et 8.3, associée à une source lumineuse forme une unité apte à produire un faisceau lumineux.
  • Le dispositif lumineux comprend également un système optique 10 apte à recevoir et mettre en forme les faisceaux lumineux en question. Le système optique 10 comprend une pièce optique 12 avec une double fonction, à savoir une première fonction optique de projection et une deuxième fonction optique de diffusion de lumière. A cet effet, la pièce optique 12 est montée mobile en rotation autour d'un axe de rotation 14 de manière à activer, de manière sélective, l'une ou l'autre des première et deuxième fonctions. Le dispositif lumineux 2 comprend un mécanisme 16 de mise en rotation de ladite pièce optique 12 autour de l'axe de rotation 14. Ce mécanisme peut comprendre un moteur électrique accouplé à un mécanisme de renvoi d'angle lui-même couplé à la pièce optique.
  • Dans la position de la pièce optique 12 illustrée à la [fig.1], la deuxième fonction de diffusion de lumière est activée, signifiant que les faisceaux lumineux produits par les sources lumineuses et surfaces réfléchissantes associées vont être diffusés en vue d'assurer une fonction de signalisation.
  • Les figures 2 et 3 illustrent de manière schématique et en coupe longitudinale le dispositif lumineux de la [fig.1] dans les première et deuxième fonctions, respectivement. Plus précisément, ces figures illustrent une seule source lumineuse et une seule surface réfléchissante associée à la source lumineuse, étant entendu qu'elles s'appliquent à chacune des sources lumineuses et surfaces réfléchissantes associées.
  • La [fig.2] illustre le dispositif lumineux 2 lorsque le dispositif optique est dans la première position où la première fonction optique de projection du faisceau lumineux est active.
  • On peut observer que la pièce optique 12 comprend une première portion 12.1 correspondant à la première fonction et une deuxième portion 12.2 correspondant à la deuxième fonction. La première portion 12.1 de la pièce optique 12 est active en étant disposée en vis-à-vis des rayons lumineux émis par la source lumineuse 6 et réfléchis par la surface réfléchissante 8, alors que la deuxième portion 12.2 est inactive en étant disposée à distance des rayons en question. En l'occurrence ces deux portions présentent, chacune, une section transversale généralement allongée, ces deux sections transversales formant un coude avec un angle proche de l'ordre de 90°, avantageusement compris entre 70° et 100°. Ces sections transversales présentent en principe des géométries différentes compte tenu de leurs fonctions optiques différentes.
  • La première portion 12.1 de la pièce optique 12, assurant la première fonction forme une lentille de projection avec une face d'entrée 12.1.1 et une face d'entrée 12.1.2. Cette lentille peut notamment être du type plan-convexe ou biconvexe. La deuxième portion 12.2 de la pièce optique 12, assurant la deuxième fonction comprend également une face d'entrée 12.2 1 et une face de sorite 12.2.2.
  • Décrit autrement, selon l'invention et comme dans l'exemple illustré, la première portion 12.1 est formée par une lentille de projection alors que la deuxième portion 12.2 est ici formée par une partie additionnelle distincte de la lentille de projection.
  • Ici, comme d'une manière générale selon l'invention, la source lumineuse 6 est avantageusement du type à semi-conducteur, comme notamment une diode à électroluminescence. La source lumineuse 6 émet des rayons lumineux dans un demi-espace délimité par le plan principal de ladite source, selon l'exemple représenté, dans une direction principale perpendiculaire audit plan et à l'axe optique 18. Selon l'invention, la direction principale d'émission pourra être comprise entre 65° et 115° par rapport à l'axe optique 18.
  • Un collecteur 20 forme un support en forme de coque ou calotte, sur la face intérieure duquel est appliquée la surface réfléchissante 8. La surface réfléchissante 8 présente avantageusement un profil du type elliptique ou parabolique. Elle est avantageusement une surface de révolution autour d'un axe parallèle à l'axe optique. Alternativement, il peut s'agir d'une surface de forme libre (en langue anglaise free form) ou une surface balayée ou une surface asymétrique. Elle peut aussi comporter plusieurs secteurs. Le collecteur 20 en forme de coque ou de calotte est avantageusement réalisé dans des matériaux présentant une bonne tenue à la chaleur, par exemple du verre ou des polymères synthétiques comme du polycarbonate PC ou du polyétherimide PEI. L'expression « type parabolique » s'applique de manière générale à des réflecteurs dont la surface présente un seul foyer, c'est-à-dire une zone de convergence des rayons lumineux telle que les rayons lumineux émis par une source lumineuse placée au niveau de cette zone de convergence sont projetés à grande distance après réflexion sur la surface. Projeté à grande distance signifie que ces rayons lumineux ne convergent pas vers une zone située à au moins 10 fois les dimensions du réflecteur. Autrement dit les rayons réfléchis ne convergent pas vers une zone de convergence ou, s'ils convergent, cette zone de convergence est située à une distance supérieure ou égale à 10 fois les dimensions du réflecteur. Une surface de type parabolique peut donc présenter ou non des portions paraboliques. Un réflecteur présentant une telle surface est généralement utilisé seul pour créer un faisceau lumineux. Alternativement il peut être utilisé comme surface de projection associée à un réflecteur de type elliptique. Dans ce cas la source lumineuse du réflecteur de type parabolique est la zone de convergence des rayons réfléchis par le réflecteur de type elliptique.
  • La source lumineuse 6 est disposée à un foyer de la surface réfléchissante 8 de manière à ce que ses rayons soient collectés et réfléchis suivant l'axe optique, lesdits rayons, dits rayons réfléchis, formant un faisceau lumineux réfléchi. Au moins une partie de ces rayons réfléchis présentent des angles d'inclinaison a dans un plan vertical par rapport audit axe qui sont inférieurs ou égaux à 25°, de préférence inférieurs ou égaux à 10°, de manière à être dans les conditions dites de Gauss, permettant d'obtenir un stigmatisme, c'est-à-dire une netteté de l'image projetée. Il s'agit avantageusement des rayons réfléchis par la partie arrière de la surface réfléchissante 8.
  • La première portion 12.1 de la pièce optique 12, formant la lentille de projection, présente un foyer 12.1.3 qui est situé le long de l'axe optique 18, au niveau de la source lumineuse 6 ou encore en arrière de ladite source. En l'occurrence le foyer 12.1.3 est situé sur la surface réfléchissante 8, à un bord arrière, ici également bord inférieur, de celle-ci. Il est à noter qu'il est aussi possible que ce foyer soit situé à l'arrière ou à l'avant de la surface de réfléchissante 8, de préférence à proximité, notamment à moins de 10 mm, préférentiellement moins de 5 mm.
  • La surface réfléchissante 8, si elle est du type elliptique, présente un deuxième foyer situé à l'avant de la lentille 12.1 et à distance de l'axe optique 18. Il est à noter qu'il est aussi possible que ce foyer soit situé à l'arrière de la lentille et/ou sur l'axe optique, de préférence à proximité de la lentille, de manière à réduire la largeur du faisceau au niveau de la face d'entrée de la lentille.
  • Ici, la première portion 12.1 décrite est configurée pour projeter au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi en un faisceau lumineux projeté réalisant une fonction lumineuse d'éclairage.
  • La [fig.3] illustre le dispositif lumineux 2 lorsque le dispositif optique est dans la deuxième position où la deuxième fonction optique de diffusion du faisceau lumineux est active.
  • En comparaison avec la [fig.2], on peut observer que la pièce optique a subi une rotation autour de son axe de rotation 14 de l'ordre de 90°, en l'occurrence dans le sens anti-horloger, de manière à rendre la première portion 12.1 inactive et la deuxième portion 12.2 active. En l'occurrence, la face d'entrée 12.2.1 de la deuxième portion 12.2 est en intersection avec l'axe optique 18 et est située en vis-à-vis de la surface réfléchissante 8 et de la source lumineuse 6, de manière à récolter le faisceau lumineux produit par ces derniers, encore appelé faisceau lumineux réfléchi. Au moins une des faces d'entrée 12.2.1 et de sortie 12.2.2 peut présenter une surface rugueuse ou grainée de manière à assurer une fonction de diffusion de lumière. Par exemple, la deuxième portion 12.2 est configurée pour projeter au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi en un faisceau lumineux diffusant qui réalise ici une fonction lumineuse de signalisation.
  • En l'occurrence, la face d'entrée 12.2.1 de la deuxième portion 12.2 de la pièce optique 12 est à une distance de la surface réfléchissante 8 potentiellement différente de celle de la face d'entrée 12.1.1 de la première portion 12.1 (lorsque celle-ci est en positon active). Cela ne pose pas de problème en ce que la fonction de la deuxième fonction du système optique n'est pas d'imager la surface réfléchissante 8 éclairée par la source lumineuse 6 comme la première fonction. En l'occurrence la deuxième fonction consiste à diffuser la lumière afin d'assurer une fonction de signalisation. Il est à noter que la face d'entrée 12.2.1 de la deuxième portion 12.2 est plus haute (suivant une direction perpendiculaire à l'axe optique lors que la fonction est active) que la face d'entrée 12.1.1 de la première portion 12.1, lui permettant de collecter davantage de rayons réfléchis par la surface réfléchissante 8.
  • Il est à noter qu'il est également possible de prévoir une ou plusieurs sources lumineuses auxiliaires pour la deuxième fonction, c'est-à-dire inactive pour la première fonction.
  • La deuxième fonction décrite ci-avant peut être par exemple une fonction de signalisation qui n'est pas nécessaire lorsque le véhicule automobile est en mouvement. Il peut notamment s'agit d'une fonction du type feu de position ou lanterne, ou encore de signature lumineuse, activée lorsque le véhicule est en stationnement ou arrêt prolongé.
  • En référence à la [fig.1], le système optique 10 peut être commun à plusieurs collecteurs, surfaces réfléchissantes et sources lumineuses associées, disposés côte-à-côte. Dans ce cas, la première fonction peut alors présenter non pas un foyer ponctuel mais une ligne de foyer passant par les parties arrière des surfaces réfléchissantes en question. La ligne de foyer en question peut ne pas être rectiligne, en l'occurrence légèrement courbée.

Claims (10)

  1. Dispositif lumineux (2) pour véhicule automobile, comprenant :
    • une ou plusieurs sources lumineuses (6) aptes à émettre des rayons lumineux ;
    • un ou plusieurs collecteurs (20) avec une surface réfléchissante (8), la ou chaque surface réfléchissante étant configurée pour collecter et réfléchir les rayons lumineux émis par la ou une des plusieurs sources lumineuses (6), dits rayons lumineux réfléchis, en un faisceau lumineux réfléchi suivant un axe optique (18);
    • un système optique (10) comprenant une lentille de projection (12.1) réalisant une première fonction optique réalisant la projection d'au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi en un faisceau lumineux projeté en imageant une partie de la ou chaque surface réfléchissante (8) située, suivant une direction générale de propagation du faisceau lumineux, à l'arrière de la ou chaque source lumineuse correspondante (6) ;
    caractérisé en ce que le système optique (10) comprend une partie additionnelle (12.2) distincte de la lentille de projection et réalisant une deuxième fonction optique réalisant une diffusion d'au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi en un faisceau lumineux diffusé, ledit système optique étant rotatif autour d'un axe de rotation (14) entre une première position où la première fonction est active et une deuxième position où la deuxième fonction est active.
  2. Dispositif lumineux (2) selon la revendication 1, dans lequel la partie additionnelle (12.2) est formée par un ou plusieurs écrans diffusants, le ou chaque écran diffusant étant traversé par au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi lorsque le système optique (10) est dans la deuxième position, l'au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi étant diffusé après avoir traversé ledit écran pour former le faisceau lumineux diffusé.
  3. Dispositif lumineux (2) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la lentille de projection (12.1) présente une zone focale (12.1.3) située sur la surface réfléchissante du ou de chacun des collecteurs correspondants, à un bord arrière de ladite surface réfléchissante.
  4. Dispositif lumineux (2) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le système optique (10) comprend une pièce optique (12) comprenant la lentille de projection et la partie additionnelle, le dispositif lumineux (2) comprenant un mécanisme de mise en rotation (16) de ladite pièce optique (12) autour de l'axe de rotation (14).
  5. Dispositif lumineux (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la pièce optique (12) comprend une première face d'entrée (12.1.1) et une première face de sortie (12.1.2) associée à la première face d'entrée (12.1.1), correspondant à la lentille de projection (12.1), et une deuxième face d'entrée (12.2.1) et une deuxième face de sortie (12.2.2) associée à la deuxième face d'entrée (12.2.1), correspondant à la partie additionnelle (12.2), et dans lequel les première et deuxième faces d'entrée (12.1.1, 12.2.1) et/ou les première et deuxième faces de sortie (12.1.2, 12.2.2) sont décalées angulairement autour de l'axe de rotation (14) d'un angle compris entre 60° et 120°.
  6. Dispositif lumineux (2) selon la revendication précédente, dans lequel, dans la première position du système optique (10), la première face d'entrée (12.1.1) est positionnée en vis-à-vis du ou des plusieurs collecteurs (20), et dans la deuxième position du système optique (10), la deuxième face d'entrée (12.2.1) est positionnée en vis-à-vis du ou des plusieurs collecteurs (20).
  7. Dispositif lumineux (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'axe de rotation (14) du système optique (10) est transversal à l'axe optique (18) et horizontal lorsque le dispositif lumineux (2) est en position opérationnelle.
  8. Dispositif lumineux (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le faisceau lumineux projeté dans la première position du système optique (10) est un faisceau d'éclairage et le faisceau lumineux diffusé dans la deuxième position du système optique (10) est un faisceau de signalisation ou une signature lumineuse.
  9. Dispositif lumineux (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif lumineux comprend plusieurs sources lumineuses (6) et plusieurs collecteurs (20) avec plusieurs surfaces réfléchissantes (8) de manière à former plusieurs faisceaux lumineux réfléchis s'additionnant, et dans lequel le système optique (10) est rotatif entre la première position où la lentille de projection (12.1) reçoit au moins la majorité desdits faisceaux lumineux réfléchis et une deuxième position où la partie additionnelle (12.2) reçoit au moins la majorité desdits faisceaux lumineux réfléchis.
  10. Dispositif lumineux (2) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, dans la deuxième position du système optique (10), la deuxième fonction dudit système optique forme un faisceau lumineux à partir de rayons lumineux émis par une ou plusieurs sources lumineuses auxiliaires.
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