FR3123415A1 - Module lumineux comprenant un élément absorbant la lumière - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un module lumineux (1) de véhicule automobile comprenant : un sous-module lumineux (10) comprenantune source lumineuse primaire (11) apte à émettre des rayons lumineux;un collecteur primaire (12) avec une surface réfléchissante (120) configurée pour collecter et réfléchir au moins une partie des rayons lumineux émis par la source lumineuse primaire en un faisceau lumineux réfléchi primaire (FR1) suivant un axe optique (A1) du sous-module;une optique de projection primaire (13) configuré pour projeter le faisceau lumineux réfléchi primaire (R1) en un faisceau lumineux projeté primaire (P1) en imageant une partie de la surface réfléchissante située à l’arrière de la source lumineuse primaire. Selon l’invention, le module lumineux comprend un élément absorbant la lumière (15) disposé entre le collecteur primaire et l’optique de projection primaire. FIG. 1
Description
La présente invention appartient au domaine de l’éclairage, en particulier de l’éclairage pour véhicule automobile. L’invention vise notamment un module lumineux destiné à être monté dans un projecteur de véhicule automobile.
Etat de la technique
Dans le domaine de l’éclairage automobile, il est généralement connu des dispositifs lumineux montés dans un projecteur du véhicule pour projeter des faisceaux lumineux réalisant des fonctions photométriques d’éclairage et/ou de signalisation. En particulier, le faisceau lumineux réalisant la fonction photométrique d’éclairage peut être un faisceau d’éclairage à coupure. Ce dernier est obtenu en utilisant un dispositif lumineux à plieuse. Un tel dispositif 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 dispositif 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 comprenant un sous-module avec 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 une 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, l’optique de projection présente une zone focale 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.
Cependant, certains rayons émis par la source lumineuse et non réfléchis par la surface réfléchissante du collecteur peuvent atteindre l’optique de projection en rebondissant sur les parois du boîtier dans lequel est logé l’unité d’éclairage. De la même manière, une minorité des rayons lumineux réfléchis par la surface réfléchissante sont déviés par les parois du boîtier en les atteignant et arrivent sur l’optique de projection selon un trajet non prévu.
Ces rayons lumineux sont les rayons non désirés et peuvent dégrader la qualité du faisceau lumineux projeté en faisant apparaître des tâches ou de portions lumineuses qui ne sont pas conformes aux réglementations dans l’éclairage automobile.
Afin de réduire les rayons lumineux gênants originaire du renvoi par les parois du boîtier, un masque est disposé sur la face interne de ces parois. Le masque est réalisé en plastique et comporte des motifs en reliefs permettant d’empêcher ces rayons gênants d’atteindre l’optique de projection. En effet, lorsque ces rayons lumineux atteignent des motifs en reliefs, ils sont diffusés par ceux-ci et sont dispersés en plusieurs rayons beaucoup moins lumineux de façon que leur trajet ne soit pas dirigé vers l’optique de projection et de façon que même si une partie de ces rayons dispersés arrivent sur l’optique de projection, leur image soit de très faible intensité lumineuse et imperceptible sur la grille photométrique.
Cependant, ce type de masque reste perfectible, en particulier, en matière d’efficacité de blocage des rayons suivant un trajet non désiré. En effet, il peut arriver que les rayons lumineux ne sont pas dispersés par les motifs en relief mais au contraire ils subissent une multiple réflexion par le masque et atteignent tout de même l’optique de projection. Par ailleurs, en raison des motifs en reliefs, ce type de masque présente une certaine épaisseur, et nécessite un boîtier suffisamment grand pour s’y insérer. Ainsi, la mise en place du masque avec des motifs en relief impose un taille limite du boîtier en dessous de laquelle l’utilisation du masque n’est plus possible. Le masque fera donc obstacle à la réduction de la taille du boîtier. Or, un boîtier à taille réduite rend le module lumineux plus compact, ce qui est une demande de plus en plus fréquente des constructeurs automobiles. Enfin, la fabrication du masque avec les motifs en relief est parfois compliquée et coûteuse à cause de la géométrie complexe des motifs. En effet, certaines formes particulières des motifs nécessitent des étapes d’usinage supplémentaires et/ou une modification structurelle de ces formes afin de garantir un bon démoulage du masque.
La présente invention vient améliorer la situation.
Un objectif de l’invention est de réduire le nombre des rayon parasites dans le module lumineux tout en permettant d’obtenir une structure compacte du module lumineux.
A cet effet un premier aspect de l’invention concerne un module lumineux de véhicule comprenant :
- un sous-module lumineux comprenant :
- une source lumineuse primaire apte à émettre des rayons lumineux ;
- un collecteur primaire avec une surface réfléchissante configurée pour collecter et réfléchir au moins une partie des rayons lumineux émis par la source lumineuse primaire en un faisceau lumineux réfléchi primaire suivant un axe optique du sous-module ;
- une optique de projection primaire configuré pour projeter au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi primaire en un faisceau lumineux projeté primaire en imageant une partie de la surface réfléchissante située, suivant une direction générale de propagation du faisceau lumineux réfléchi suivant l’axe optique, à l’arrière de la source lumineuse primaire ; et
Selon l’invention, le module lumineux comprend un élément absorbant la lumière qui est disposé entre le collecteur primaire et l’optique de projection primaire.
Ainsi, l’élément absorbant la lumière intercepte les rayons lumineux qui risquent de gêner le faisceau lumineux global projeté. Une fois que ces rayons lumineux gênants sont interceptés, ceux-ci sont retenus par l’élément absorbant. L’élément absorbant, comme son nom l’indique, absorbe les rayons lumineux gênants et limite, voire empêche complètement, la formation de rayons parasites par réflexion des rayons lumineux gênants à sa surface. Ces rayons ne continuent plus de se propager dans le sous-module lumineux. Il n’y a donc plus de rayons lumineux gênants résiduels, encore appelés rayons lumineux parasites, pouvant atteindre l’optique de projection. Par conséquent, l’élément absorbant la lumière améliore l’efficacité de blocage des rayons lumineux parasites, ce qui permet une bonne qualité du faisceau lumineux global projeté.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément absorbant la lumière comprend un masque revêtu d’une couche absorbant la lumière qui est agencée de manière à recevoir des rayons lumineux directs émis vers l’avant par la source lumineuse primaire et non-réfléchis par la surface réfléchissante primaire, et/ou une partie des rayons lumineux réfléchis par la surface réfléchissante primaire. Dans ce mode de réalisation, le masque peut présenter une surface plane sur laquelle est appliquée une couche absorbant la lumière. Le masque ainsi configuré est simple à fabriquer et économique. En outre, le dépôt de la couche absorbant sur le masque est facilité.
A titre d’exemple, la couche absorbant la lumière peut être :
- Une couche de peinture noire (par exemple Aeroglaze™ de Lord Corporation, DeSoto™) ou d'anodisations (par exemple Martin Black™, Enhanced Martin Black™, ou Infrablack™ de Martin Marietta Corporation, etc.) ; ou
- Un revêtement inorganique de la société Acktar (Nano black™, Magic black™, Vacuum black™, Fractal black™ et Ultra black™), ce revêtement étant fabriqué à l'aide de la technologie de dépôt sous vide et se caractérisent par une très faible réflectance, donc une capacité d’absorption de lumière élevée ;
- un matériau super-noir (appelé Vantablack™), développé par la société Surrey NanoSystems, qui absorbe 99,96% de la lumière de surface. Vantablack™ est produit par un procédé de croissance de nanotubes de carbone (NTC) à basse température. Lorsque la lumière atteigne la couche de NTC, au lieu de rebondir, elle est piégée entre les tubes avant de devenir finalement de la chaleur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément absorbant la lumière est un masque réalisé en un matériau absorbant la lumière et agencé de manière à recevoir des rayons lumineux directs émis vers l’avant par la source lumineuse primaire et non-réfléchis par la surface réfléchissante primaire, et/ou une partie des rayons lumineux réfléchis par la surface réfléchissante primaire. Dans ce mode de réalisation, on s’affranchit de l’étape de dépôt de la couche absorbant la lumière, ce qui permet de raccourcir la durée de fabrication du masque tout en préservant la même efficacité de blocage du masque.
A titre d’exemple, le matériau absorbant la lumière peut se présenter en aluminium noir, notamment anodisé. Il peut être dans un matériau considéré comme un bon conducteur thermique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le masque présente une épaisseur comprise entre 0,3 mm et 3 mm, de préférence entre 0,5 mm et 1 mm. Le masque proposé par l’invention est de plus faible épaisseur que le masque comportant des motifs en reliefs de l’état de la technique. Le masque proposé par l’invention est donc adapté à un boîtier à taille réduite, notamment à faible hauteur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la couche absorbant la lumière ou le matériau absorbant la lumière présente un coefficient d’absorption de la lumière supérieur ou égal à 90%, de préférence, supérieur ou égal à 95%. Le coefficient d’absorption de la lumière est un paramètre qui est inversement proportionnel à la réflectance. Plus le coefficient d’absorption de la lumière est élevé, plus la réflectance est faible, et inversement. Dans l’exemple de l’aluminium anodisé, ce dernier présente une réflectance très réduite, d’une valeur d’environ 2%. L’aluminium anodisé présente donc un coefficient d’absorption de la lumière très élevé qui permet audit matériau une excellente absorption des rayons lumineux incident.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la couche absorbant la lumière ou le matériau absorbant la lumière est de couleur sombre, notamment de couleur noire.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’optique de projection primaire présente une zone focale située sur la surface réfléchissante du collecteur primaire, à l’arrière de la source lumineuse primaire. Avantageusement, la zone focale peut être 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 de réalisation de l’invention, le sous-module est un premier sous-module; l’élément absorbant la lumière étant un premier élément absorbant la lumière. Le module lumineux comprend en outre un deuxième sous-module lumineux comprenant :
- une source lumineuse secondaire ;
- un collecteur secondaire avec une surface réfléchissante configurée pour collecter et pour réfléchir au moins une partie des rayons lumineux émis par ladite source lumineuse secondaire en un faisceau lumineux réfléchi secondaire suivant un axe optique du deuxième sous-module;
- une optique de projection secondaire configurée pour projeter au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi secondaire en un faisceau lumineux projeté secondaire en imageant une partie de la surface réfléchissante située, suivant une direction générale de propagation du faisceau lumineux réfléchi suivant ledit axe optique, à l’arrière de la source lumineuse secondaire.
Dans ce mode de réalisation, une cloison est disposée entre le premier sous-module et le deuxième sous-module; ladite cloison étant réalisée en un matériau absorbant la lumière ou étant revêtue d’une couche absorbant la lumière.
Ainsi, le module lumineux peut générer un premier faisceau lumineux avec le premier sous-module lumineux et un deuxième faisceau lumineux avec le deuxième sous-module lumineux.
A titre d’exemple, le premier faisceau lumineux peut réaliser une première fonction photométrique. Le deuxième faisceau lumineux peut réaliser, seul ou en combinaison avec le premier faisceau lumineux, une deuxième fonction photométrique. La première fonction photométrique peut être une fonction d’éclairage du type code, également désignée « low beam » en anglais. La deuxième fonction photométrique peut être une fonction d’éclairage du type route, également désignée « high beam » en anglais.
La cloison séparant le premier sous-module lumineux du deuxième sous-module lumineux permet de les rapprocher tout en empêchant les rayons lumineux d’un des deux sous-modules arrivent dans l’autre des deux sous-modules. En outre, la cloison est structurée de façon à pouvoir absorber des rayons lumineux qui l’atteignent, ce qui réduit davantage le risque d’apparition des rayons lumineux parasites.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième sous-module comprend un deuxième élément absorbant la lumière disposé entre le collecteur secondaire et l’optique de projection secondaire, ledit deuxième élément absorbant la lumière étant de même nature que le premier élément absorbant la lumière. En d’autres termes, le deuxième sous-module lumineux est également équipé d’un élément absorbant la lumière pour empêcher la formation des rayons lumineux parasites et pour assurer ainsi une bonne qualité du deuxième faisceau lumineux.
A titre d’exemple, le module lumineux comprend en outre un boîtier comprenant au moins une paroi. Cette dernière délimite une chambre dans laquelle est disposé le premier sous-module lumineux et/ou le deuxième sous-module lumineux. Dans un exemple de réalisation, le premier élément absorbant la lumière et/ou le deuxième élément absorbant la lumière peuvent être agencés sur une face interne de la paroi du boîtier.
Un autre objet de l’invention concerne un projecteur de véhicule, notamment de véhicule automobile, comprenant un module lumineux selon l’invention.
Ici, on entend par « véhicule » tout type de véhicule tel qu’un véhicule automobile, un cyclomoteur, une motocyclette, un robot de stockage dans un entrepôt, ou toute autre engin apte à embarquer au moins un passager ou destiné au transport de personnes ou d’objets.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
Dans ce document, sauf indication contraire, les termes « amont » et « aval » se réfèrent au sens de propagation du faisceau lumineux dans l’objet auquel il se réfère et également au sens d’émission de lumière en dehors dudit objet.
Par ailleurs, tout ce qui dénommé « arrière » se trouve du côté amont tandis que tout ce qui est dénommée « avant » se trouve du côté aval.
Les termes « horizontal », « vertical » ou « transversal », « inférieur », « supérieur », « haut », « bas », « côté » sont définis par rapport à l’orientation du module lumineux ou une pièce faisant partie du module lumineux selon l’invention dans laquelle elle est destinée à être montée dans le véhicule. En particulier, dans cette demande, le terme « vertical » désigne une orientation perpendiculaire à l’horizon tandis que le terme « horizontal » désigne une orientation parallèle à l’horizon.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté un repère orthogonal associé au dispositif d’éclairage 30. Ce repère est composé de trois axes X, Y et Z étant appelé, ici, respectivement axe longitudinal X, axe transversal Y et axe vertical Z.
Claims (10)
- Module lumineux (1) de véhicule comprenant :
- un sous-module lumineux (10) comprenant
- une source lumineuse primaire (11) apte à émettre des rayons lumineux;
- un collecteur primaire (12) avec une surface réfléchissante (120) configurée pour collecter et réfléchir au moins une partie des rayons lumineux émis par la source lumineuse primaire en un faisceau lumineux réfléchi primaire (FR1) suivant un axe optique (A1) du sous-module;
- une optique de projection primaire (13) configuré pour projeter au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi primaire (R1) en un faisceau lumineux projeté primaire (P1) en imageant une partie de la surface réfléchissante située, suivant une direction générale de propagation (X) du faisceau lumineux réfléchi suivant l’axe optique, à l’arrière de la source lumineuse primaire ;
- un sous-module lumineux (10) comprenant
- Module lumineux (1) selon la revendication 1, dans lequel ledit élément absorbant la lumière (15) comprend un masque (16) revêtu d’une couche absorbant la lumière (151) qui est agencée de manière à récolter des rayons lumineux directs émis vers l’avant par la source lumineuse primaire et non-réfléchis par la surface réfléchissante primaire, et/ou une partie des rayons lumineux réfléchis par la surface réfléchissante primaire.
- Module lumineux (1) selon la revendication 1, dans lequel l’élément absorbant la lumière (15) est un masque (16) réalisé en un matériau absorbant la lumière et agencé de manière à récolter des rayons lumineux directs émis vers l’avant par la source lumineuse primaire et non-réfléchis par la surface réfléchissante primaire, et/ou une partie des rayons lumineux réfléchis par la surface réfléchissante primaire.
- Module lumineux (1) selon la revendication 3 ou selon la revendication 4, dans lequel le masque (16) présente une épaisseur comprise entre 0,3 mm et 3 mm, de préférence entre 0,5 mm et 1 mm.
- Module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche absorbant la lumière (151) ou le matériau absorbant la lumière présente un coefficient d’absorption de la lumière supérieur ou égal à 90%, de préférence, supérieur ou égal à 95%.
- Module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche absorbant la lumière (151) ou le matériau absorbant la lumière est de couleur sombre, notamment de couleur noire.
- Module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’optique de projection primaire (13) présente une zone focale (F) située sur la surface réfléchissante (120) du collecteur primaire (12), à l’arrière de la source lumineuse primaire (11).
- Module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel :
- le sous-module est un premier sous-module (10); l’élément absorbant la lumière (15) étant un premier élément absorbant la lumière (15);
- le module lumineux (1) comprend en outre un deuxième sous-module lumineux (20) comprenant:
- une source lumineuse secondaire (21);
- un collecteur secondaire (22) avec une surface réfléchissante configurée pour collecter et réfléchir au moins une partie des rayons lumineux émis par ladite source lumineuse secondaire en un faisceau lumineux réfléchi secondaire suivant un axe optique (A2) du deuxième sous-module;
- une optique de projection secondaire (23) configurée pour projeter au moins la majorité du faisceau lumineux réfléchi secondaire en un faisceau lumineux projeté secondaire en imageant une partie de la surface réfléchissante située, suivant une direction générale de propagation (X) du faisceau lumineux réfléchi suivant ledit axe optique, à l’arrière de la source lumineuse secondaire ;
- une cloison (30) est disposée entre le premier sous-module (10) et le deuxième sous-module (20); ladite cloison étant réalisée en un matériau absorbant la lumière ou étant revêtue d’une couche absorbant la lumière.
- Module lumineux (1) selon la revendication précédente, comprenant un deuxième élément absorbant la lumière disposé entre le collecteur secondaire (22) et l’optique de projection secondaire (23), dans lequel ledit deuxième élément absorbant la lumière est de même nature que le premier élément absorbant la lumière.
- Projecteur de véhicule comprenant un module lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes.
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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| FR3123415A1 true FR3123415A1 (fr) | 2022-12-02 |
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Family Applications (1)
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| FR2105547A Pending FR3123415A1 (fr) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | Module lumineux comprenant un élément absorbant la lumière |
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