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WO2023274988A1 - Dispositif d'éclairage pixelisé à réflexion directe - Google Patents

Dispositif d'éclairage pixelisé à réflexion directe Download PDF

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Publication number
WO2023274988A1
WO2023274988A1 PCT/EP2022/067631 EP2022067631W WO2023274988A1 WO 2023274988 A1 WO2023274988 A1 WO 2023274988A1 EP 2022067631 W EP2022067631 W EP 2022067631W WO 2023274988 A1 WO2023274988 A1 WO 2023274988A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reflector
light source
reflectors
light
lighting device
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/067631
Other languages
English (en)
Inventor
Blaise Jars
Vincent Huet
Original Assignee
Valeo Vision
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 filed Critical Valeo Vision
Priority to EP22735193.9A priority Critical patent/EP4363763A1/fr
Priority to US18/569,072 priority patent/US20240288140A1/en
Priority to CN202280044879.2A priority patent/CN117545954A/zh
Publication of WO2023274988A1 publication Critical patent/WO2023274988A1/fr

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    • 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
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F21S41/334—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors
    • F21S41/336—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors with discontinuity at the junction between adjacent areas
    • 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
    • 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
    • F21S41/40—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades
    • 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
    • F21S41/65—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources
    • F21S41/663—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources

Definitions

  • the present invention belongs to the field of vehicle lighting, in particular for motor vehicles.
  • It relates in particular to a pixelated or matrix lighting device for a vehicle that can be installed in a front headlight of said vehicle.
  • the present invention is particularly advantageous in the context of direct reflection pixelated lighting device, according to which a reflector returns the light coming from the light sources directly to the outside of the vehicle.
  • a pixelated lighting device is defined as a lighting device comprising several lighting segments, or pixels, which can be independently controlled. Thus, at a given instant, it is possible to deactivate certain pixels, in order either to produce patterns on the road, by contrast, or to avoid dazzling a target on the road in a direction corresponding to the deactivated pixel or to the pixels disabled.
  • Such a device can be called MxB, for Matrix Beam in English.
  • a small pixel width in a single reflection device leads to significant horizontal spreading of the light beam from each pixel, with beam edges that are not sharp.
  • one of the advantages of a matrix lighting device is to be able to deactivate a pixel or several pixels in order to create one or several dark tunnels in the overall light beam of the lighting device. Individual pixel beam edges that are not sharp degrade the quality of a tunnel, or even prevent tunneling, since the beam of pixels adjacent to the disabled pixel overlaps the horizontal position of the disabled pixel.
  • the present invention improves the situation.
  • a first aspect of the invention relates to a lighting device capable of producing a global pixelated beam and comprising: - at least a first light source and a second light source; - at least a first reflector associated with the first light source and a second reflector associated with the second light source, the first and second reflectors being arranged one beside the other in a horizontal direction.
  • At least one of the reflectors comprises at least two lateral sectors at two distinct horizontal positions, and, for each lateral sector, an end zone of the lateral sector situated towards the outside of the reflector is shaped to produce a clean vertical cut-off of a individual beam from said reflector.
  • the element considered makes it possible to achieve the characteristic mentioned without it being necessary to add an additional element.
  • the extreme zone alone makes it possible to generate the sharp vertical cut-off from the light coming from the light source, without additional optical element, such as for example a projection lens placed after said reflector in the direction of travel of the light rays, and projecting the light coming from said end zone, the sharp cutoff then being generated solely due to the presence of this lens.
  • sharp cut is meant any contrast gradient of the light beam greater than a given threshold, for example a threshold of 0.13, in particular a threshold of 0.18, and preferably a threshold of 0.30.
  • the sharp cutoff can be defined relatively.
  • the contrast gradient of the light beam for the cutoff in question is greater than another cutoff of the lateral sector, in particular a central cutoff. Such another cut is said to be “fuzzy”.
  • a clean edge is produced by a shape of the reflector located at the edge of the reflector and able to reflect light rays from the light source in a substantially parallel manner.
  • the rays coming from the extreme zone are substantially parallel, which allows the realization of a vertical "clean cut” or a vertical "clean edge”.
  • a blurred light beam, or a blurred part of a light beam consists of light rays having a plurality of horizontal directions.
  • the horizontal direction is defined when the lighting device is placed in a normal direction of operation.
  • the horizontal direction may be a direction different from the horizontal direction X of propagation of the light rays when the lighting device is placed in the normal operating position.
  • the horizontal direction may in particular be the horizontal Y direction, normal to X and to a vertical Z axis, in which the lighting device extends in width.
  • the Y direction is also referred to as the transverse direction in the following. The lighting device extends in width along the transverse direction Y.
  • each lateral sector can comprise two zones, the extreme zone of which is shaped to produce the sharp vertical cut-off of the individual beam and a central zone shaped to contribute to the production of a central part of the individual beam.
  • the central zone thus makes it possible to contribute to the part of the individual light beam which produces the width of the pixel in the transverse direction Y and the maximum light intensity. A better precision of the individual beam is thus obtained, both concerning the sharpness of the edges, but also concerning the other characteristics of the pixel, namely the horizontal width and the luminous intensity.
  • said at least one reflector may comprise at least one central sector, shaped to contribute to the production of a central part of the individual beam.
  • a sector dedicated to the central part of the beam makes it possible to improve the precision of the individual beam of the pixel, in particular concerning the horizontal width in the transverse direction Y and the light intensity.
  • the central sector can in particular combine with the central zones of the extreme sectors for the production of the central part of the individual beam.
  • the reflector can be shaped so that the individual beam coming from the reflector has a horizontal angular width of between 8° and 14°.
  • each reflector makes it possible to have a wide overall beam with a reduced number of pixels.
  • the first reflector can be shaped and positioned to reflect the light rays from the first light source into a first individual beam and the second reflector can be shaped and positioned to reflect the light rays from the second light source into a second individual beam, and the first and second individual beams may have a horizontal angular superimposition comprised between 3 and 8°.
  • the lighting device may further comprise an opaque screen or a mask, arranged between the light sources and the reflectors, so as to prevent light rays from the first light source from reaching the second reflector , and light rays from the second light source to reach the first reflector.
  • This embodiment makes it possible to ensure better precision in the individual light beams.
  • each reflector may have a horizontal dimension, in a transverse direction Y, of between 25 and 45 mm.
  • Such a limited dimension has the advantage of reducing the size associated with the lighting device, or makes it possible to increase the number of pixels, while making it possible to take advantage of the sectorization of the reflectors which compensates for the disadvantages associated with a small width. of reflector.
  • the device may comprise between two and six reflectors and between two and six light sources respectively associated with the reflectors, the reflectors being arranged at respective horizontal positions, one beside the other.
  • Such an embodiment allows a compromise between the fact of ensuring a limited bulk associated with the lighting device and the fact of having enough pixels to allow varied and configurable matrix light functions.
  • the light sources can be controlled individually, and the reflectors can be arranged so that the extinction of a light source induces a dark tunnel in the global pixelated beam.
  • a second aspect of the invention relates to a motor vehicle headlamp comprising a housing, a closing glass of the housing and a lighting device according to the first aspect of the invention disposed in the volume located between the housing and the closing glass .
  • FIG. 1 illustrates a horizontal sectional view of a reflector of a lighting device according to an embodiment of the invention
  • FIG. 1 illustrates a pixelated global beam coming from a lighting device according to one embodiment of the invention.
  • the direction X is therefore defined by the overall direction of the light beam emitted by the lighting device 100.
  • the lighting device 100 is direct reflection, or simple reflection, that is to say that the light rays from a source 102.i, i being an integer between 1 and 4, are reflected directly towards the outside of the vehicle (in direction X) by reflection on a reflector 101.i.
  • source 102 designates any of the sources 102.i without distinction, just as the expression “reflector 101” designates any of the reflectors 101.i without distinction.
  • the lighting device 100 is preferably a matrix, with a plurality of pixels, each consisting of a light source 102 and a reflector 101.
  • the lighting device 100 illustrated in the comprises four pixels, comprising respectively: - A first light source 102.1 associated with a first reflector 101.1; - A second light source 102.2 associated with a second reflector 101.2; - A third light source 102.3 associated with a third reflector 101.3; - A fourth light source 102.4 associated with a fourth reflector 101.4.
  • No restriction is attached to the number of pixels of the lighting device 100, which can be any number greater than or equal to 2, and preferably less than 6 for size constraints related to the lighting device 100.
  • pixels are distributed horizontally along the Y axis.
  • Each reflector 101 has a given width along the Y axis, extends vertically along the Z axis and is curved along the X axis so as to reflect the light emitted by the sources lights 102 along the Z axis, in a direction substantially parallel to the X axis.
  • the light sources 102 are light-emitting diodes, of the LED type for example, with at least one photoemissive element, or any other light emission technology (laser, matrix laser, xenon, halogen in particular) .
  • An LED has the advantage of a good quality light beam, a smaller footprint and low costs.
  • the light sources 102.1 to 102.4, of the LED type can all be mounted on the same printed circuit 104 or PCB, for “Printed Circuit Board” in English.
  • PCB 104 can be mounted on a radiator 105 allowing the temperature of the light sources 102 to be regulated, by dissipating the heat, thus improving their operation and increasing their lifespan.
  • the overall pixelated beam coming from the lighting device 100 is obtained by combining the individual beams coming from each of the pixels.
  • such a matrix device makes it possible to independently activate light sources. It is thus possible to deactivate some of the light sources in order to create a light "tunnel" in the overall beam, the tunnel extending horizontally along the Y axis. Such a tunnel makes it possible to avoid dazzling certain targets located at a horizontal position corresponding to that of the deactivated pixel, or makes it possible to draw a luminous pattern by contrast effect on the road.
  • each of the reflectors 101 comprises at least two lateral sectors 101a and 101c.
  • each reflector 101 can further comprise a central sector 101b.
  • each reflector 101, or at least one of the reflectors 101 may comprise two central sectors, ie four sectors in all.
  • a reflector 101 according to the invention comprises between two and four sectors. As shown on the , the sectors of a reflector 101 occupy distinct horizontal positions, along the Y axis, and are placed next to each other.
  • an extreme zone of the lateral sector located towards the outside of the reflector 101 is shaped to produce a clean vertical cut-off of an individual beam coming from the reflector 101.
  • the left lateral sector 101a is shaped to produce a sharp cut to the left of the individual beam of the reflector 101
  • the right side sector 101c is shaped to produce a sharp cut to the right of the individual beam of the reflector 101.
  • sharp cut is meant any contrast gradient of the light beam greater than a given threshold, for example a threshold of 0.13, in particular a threshold of 0.18, and preferably a threshold of 0.30.
  • the sharp cutoff can be defined relatively. According to such a relative definition, the contrast gradient of the light beam for the cutoff in question is greater than another cutoff of the lateral sector, in particular a central cutoff. Such another cut is said to be "fuzzy".
  • a clean edge is produced by a shape of the reflector located at the edge of the reflector and able to reflect light rays from the light source 102 substantially parallel to each other.
  • the rays coming from the extreme zone are substantially parallel, which allows the production of a “clean cut” or a “clean edge”.
  • a blurred light beam, or a blurred part of a light beam consists of light rays having a plurality of directions.
  • the sectorization of a reflector 101 according to the invention advantageously makes it possible to have pixels with narrow reflectors with sharp luminous edges, thus improving the precision of the pixel matrix, while making it possible to have several pixels arranged horizontally. .
  • the individual beam horizontal angular width may be between 8 and 14°. Such values make it possible both to have a global beam of sufficient width, while allowing the creation of tunnels by deactivating one or more of the sources 102.
  • the width along the Y axis of each reflector 101 is between 25 and 45mm.
  • a small reflector width requires a great proximity to the light source and induces a significant spreading of the individual beams along the Y axis, hence an increased need to make the edges of the beam sharper.
  • the edges of the individual beams would be very spread out, therefore blurred or not very clear.
  • the number of pixels it is preferable for the number of pixels to be less than or equal to 6, in order to limit the size associated with the lighting device 100 and to facilitate its mounting in a motor vehicle headlamp.
  • Obtaining sharp edges for each individual beam coming from a reflector 101 of the light device 100 also makes it possible to provide a precise overlapping zone between each pixel.
  • Such an overlapping zone makes it possible to obtain a homogeneous overall beam, in which the individual beam corresponding to each pixel cannot be distinguished.
  • the overlap must not be too great, at the risk of preventing the creation of horizontal tunnels by deactivation of a light source 101.
  • the horizontal width of the overlap zone between two adjacent individual beams can be comprised between 3° and 8°.
  • the lighting device 100 may further comprise one or more opaque screens or masks 103.
  • the opaque screen or mask 103 is shaped and arranged so as to prevent a light source 102 from illuminating the reflecting surface. of a reflector 101 with which it is not associated, such as an adjacent reflector.
  • the screen 103 prevents the light rays coming from the second source 102.2 from reaching the reflective surfaces of the first reflector 101.1 and of the third reflector 101.3.
  • An opaque screen or mask 103 in one piece is shown in the , for illustrative purposes only. Alternatively, an individual screen may be provided for each light source 102.
  • the screen 103 thus makes it possible to improve the quality of the individual beam of each pixel, and consequently improves the overall beam.
  • the lighting device 100 can be connected to a housing 106 of a motor vehicle headlamp, further comprising a closing lens.
  • the elements of the lighting device 100 can be fixed to each other by fixing means not shown on the , or may be individually attached to housing 106.
  • the reflector 101 represented on the comprises three sectors 101a, 101b and 101c.
  • the reflector 101 according to the invention comprises at least the two lateral sectors 101a and 101c, and can also comprise the central sector 101b or two central sectors 101b.
  • the lateral sectors 101a and 101c can advantageously comprise an extreme zone 210 located towards the outside of the reflector 101 along the horizontal axis Y, and a central zone 211 located towards the center of the reflector 101 along the horizontal axis Y.
  • the extreme zone 210 is shaped to achieve the clean cut of the individual beam, while the central area 211 is shaped to contribute to the achievement of a dispersed central part of the individual beam.
  • the end zone 210 is shaped so as to reflect light rays 201 from the light source 102 in a direction substantially parallel to the main direction of the light beam from the lighting device, in this case a direction substantially parallel to the x-axis;
  • the central zone 211 is shaped to reflect light rays 203 coming from the light source 102 in a direction different from the direction of the rays 201, in order to combine with rays 202 coming from the central sector 101b to form the central spread part of the beam individual light of the reflector 101.
  • the central zone 211 is however optional in that the lateral sector can comprise only the extreme zone performing the sharp cut-off, since the lighting device comprises a central sector allowing a recombination of the sharp edges of the side sections.
  • the elimination of the central part is advantageous for pixels of small width and the size of the reflector is large.
  • the central sector 101b is shaped to contribute to the production of a fuzzy central part of the individual beam, since the reflected rays 202 are scattered and have a wide spectrum of different directions.
  • the reflector 101 does not include a central segment 101b, the spread central part of the individual beam is produced by the central zones 211 of the lateral segments 101a and 101c.
  • the central sector 101b can have the concave shape illustrated on the .
  • the part 301 corresponds to the light rays coming from the left side sector 101a of the reflector 101, and thus comprises a sharp edge 310 produced by the extreme zone 210 as well as a blurred part produced by the central part 211.
  • Part 302 corresponds to the light rays coming from the central sector 101b of the reflector 101, and thus comprises scattered light rays 202 which are spread over almost the entire width of the individual beam of the reflector 101.
  • Part 303 corresponds to the light rays coming from the right side sector 101c of the reflector, and thus comprises a sharp edge 310 produced by an extreme zone as well as a blurred part produced by a central part.
  • the individual beam 400 of the reflector 101 is obtained by combining the parts 301, 302 and 303 illustrated with reference to .
  • the individual beam 400 thus comprises clear right and left edges obtained from the portions 301 and 303 described above.
  • the fuzzy central part it is obtained from the central zones 211 of the lateral sectors 101a and 101c and from the central sector 101b.
  • the overall pixelated beam 500 is obtained from the individual beams 400 coming from the various reflectors 101.1 to 101.4 of the lighting device 100.
  • the overall pixelated beam 500 is homogeneous and does not reveal the various pixels that compose it.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'éclairage (100) apte à réaliser un faisceau global pixelisé. Le dispositif comprend au moins deux sources lumineuses (102.1; 102.2), respectivement associées à au moins deux réflecteurs (101.1; 101.2), disposés l'un à coté de l'autre horizontalement. Selon l'invention, chaque réflecteur comprend au moins deux secteurs latéraux (101a; 101c) à deux positions horizontales distinctes, et, pour chaque secteur latéral, une zone extrême du secteur latéral située vers l'extérieur du réflecteur est conformée pour réaliser une coupure nette d'un faisceau individuel issu du réflecteur.

Description

Dispositif d’éclairage pixelisé à réflexion directe
La présente invention appartient au domaine de l’éclairage de véhicule, en particulier pour véhicule automobile.
Elle concerne en particulier un dispositif d’éclairage pixelisé ou matriciel d’un véhicule pouvant être implanté dans un projecteur avant dudit véhicule.
La présente invention est particulièrement avantageuse dans le cadre de dispositif d’éclairage pixelisé à réflexion directe, selon laquelle un réflecteur renvoie directement vers l’extérieur du véhicule la lumière issue des sources lumineuses.
On entend par dispositif d’éclairage pixelisé un dispositif d’éclairage comprenant plusieurs segments d’éclairage, ou pixels, pouvant être contrôlés indépendamment. Ainsi, à un instant donné, il est possible de désactiver certains pixels, afin soit de réaliser des motifs sur la route, par contraste, soit d’éviter d’éblouir une cible sur la route dans une direction correspondant au pixel désactivé ou aux pixels désactivés. Un tel dispositif peut être appelé MxB, pour Matrix Beam en anglais.
Les contraintes d’espace dans un projecteur de véhicule automobile font que la largeur des pixels du dispositif d’éclairage est limitée. Qui plus est, un nombre important de pixels du dispositif d’éclairage limite la largeur de chacun d’entre eux, à largeur de dispositif donnée.
Une largeur faible de pixel dans un dispositif à simple réflexion conduit à un étalement horizontal important du faisceau lumineux issu de chaque pixel, avec des bordures de faisceau qui ne sont pas nettes. Or, l’un des avantages d’un dispositif d’éclairage matriciel est de pouvoir désactiver un pixel ou plusieurs pixels afin de créer un ou plusieurs tunnels sombres dans le faisceau lumineux global du dispositif d’éclairage. Des bords de faisceaux individuels de pixels qui ne sont pas nets dégradent la qualité d’un tunnel, voire empêchent la création de tunnel, puisque le faisceau des pixels adjacents au pixel désactivé débordent sur la position horizontale du pixel désactivé.
Il existe ainsi un besoin d’améliorer la qualité d’un faisceau global d’un dispositif d’éclairage pixelisé à simple réflexion.
La présente invention vient améliorer la situation.
A cet effet, un premier aspect de l’invention concerne un dispositif d’éclairage apte à réaliser un faisceau global pixelisé et comprenant:
- au moins une première source lumineuse et une deuxième source lumineuse;
- au moins un premier réflecteur associé à la première source lumineuse et un deuxième réflecteur associé à la deuxième source lumineuse, les premier et deuxième réflecteurs étant disposés l’un à côté de l’autre selon une direction horizontale.
Au moins l’un des réflecteurs comprend au moins deux secteurs latéraux à deux positions horizontales distinctes, et, pour chaque secteur latéral, une zone extrême du secteur latéral située vers l’extérieur du réflecteur est conformée pour réaliser une coupure nette verticale d’un faisceau individuel issu dudit réflecteur.
Par « conformé pour », on comprend, dans l’ensemble de la présente demande, que l’élément considéré permet de réaliser la caractéristique mentionnée sans qu’il soit nécessaire d’adjoindre un élément complémentaire. Par exemple, dans le cas précédemment mentionné, la zone extrême permet à elle seule de générer la coupure nette verticale à partir de la lumière issue de la source lumineuse, sans élément optique complémentaire, tel que par exemple une lentille de projection placée après ledit réflecteur dans le sens de parcours des rayons lumineux, et projetant la lumière issue de ladite zone extrême, la coupure nette étant alors générée uniquement du fait de la présence de cette lentille.
On entend par « coupure nette » tout gradient de contraste du faisceau lumineux supérieur à un seuil donné, par exemple un seuil de 0,13, notamment un seuil de 0,18, et préférentiellement un seuil de 0,30. Alternativement la coupure nette peut être définie relativement. Selon un telle définition relative, le gradient de contraste du faisceau lumineux pour la coupure en question est supérieur à une autre coupure du secteur latéral, notamment une coupure centrale. Une telle autre coupure est dite « floue ».
Par exemple, pour tout point d’un segment horizontal s’étendant de part et d’autre de la coupure dont on souhaite mesurer le gradient, on calcule :
G(α)=log( I ( α + 0.05°)) - log ( I ( α – 0.05°))
où α est l’angle selon l’axe horizontal dudit point du segment parcouru et I l’intensité du faisceau pour l’angle considéré.
En pratique, un bord net est réalisé par une forme du réflecteur située en bordure du réflecteur et apte à réfléchir des rayons lumineux de la source lumineuse de manière sensiblement parallèle. Ainsi, les rayons issus de la zone extrême sont sensiblement parallèles, ce qui permet la réalisation d’une « coupure nette » verticale ou d’un « bord net » vertical. Au contraire, un faisceau lumineux flou, ou une partie floue d’un faisceau lumineux, est constitué de rayons lumineux ayant une pluralité de directions horizontales.
La direction horizontale est définie lorsque le dispositif d’éclairage est placé dans une direction normale de fonctionnement. En particulier, la direction horizontale peut être une direction différente de la direction horizontale X de propagation des rayons lumineux lorsque le dispositif d’éclairage est placé dans la position normale de fonctionnement. La direction horizontale peut notamment être la direction Y horizontale, normale à X et à un axe Z vertical, dans laquelle le dispositif d’éclairage s’étend en largeur. La direction Y est également appelée direction transversale dans ce qui suit. Le dispositif d’éclairage s’étend en largeur selon la direction transversale Y.
Ainsi, une sectorisation du réflecteur associée à une conformation des zones extrêmes pour réaliser une coupure nette, permet de surmonter les inconvénients identifiés dans l’art antérieur, et permet la réalisation de faisceaux individuels de pixels de meilleure précision. Il est ainsi rendu possible de former des tunnels sombres clairement délimités dans le faisceau lumineux global du dispositif d’éclairage pixelisé à simple réflexion.
Selon un mode de réalisation, chaque secteur latéral peut comprendre deux zones dont la zone extrême conformée pour réaliser la coupure nette verticale du faisceau individuel et une zone centrale conformée pour contribuer à la réalisation d’une partie centrale du faisceau individuel.
La zone centrale permet ainsi de contribuer à la partie du faisceau lumineux individuel qui réalise la largeur du pixel selon la direction transversale Y et l’intensité lumineuse maximum. Une meilleure précision du faisceau individuel est ainsi obtenue, à la fois concernant la netteté des bords, mais également concernant les autres caractéristiques du pixel, à savoir la largeur horizontale et l’intensité lumineuse.
Selon un mode de réalisation, ledit au moins un réflecteur peut comprendre au moins un secteur central, conformé pour contribuer à la réalisation d’une partie centrale du faisceau individuel.
Un secteur dédié à la partie centrale du faisceau permet d’améliorer la précision du faisceau individuel du pixel, notamment concernant la largeur horizontale selon la direction transversale Y et l’intensité lumineuse. Le secteur central peut notamment combiner avec les zones centrales des secteurs extrêmes pour la réalisation de la partie centrale du faisceau individuel.
Selon un mode de réalisation, le réflecteur peut être conformé de manière à ce que le faisceau individuel issu du réflecteur ait une largeur angulaire horizontale comprise entre 8° et 14°.
Une telle largeur angulaire pour chaque réflecteur permet d’avoir un faisceau global large avec un nombre réduit de pixels.
Selon un mode de réalisation, le premier réflecteur peut être conformé et positionné pour réfléchir les rayons lumineux de la première source lumineuse en un premier faisceau individuel et le deuxième réflecteur peut être conformé et positionné pour réfléchir les rayons lumineux issus de la deuxième source lumineuse en un deuxième faisceau individuel, et les premier et deuxième faisceaux individuels peuvent avoir une superposition angulaire horizontale comprise entre 3 et 8°.
Une telle superposition permet d’assurer l’homogénéité du faisceau global tout en permettant la création de tunnels sombres, puisque la plage de superposition est limitée.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’éclairage peut comprendre en outre un écran opaque ou un masque, disposé entre les sources lumineuses et les réflecteurs, de manière à empêcher des rayons lumineux issus de la première source lumineuse d’atteindre le deuxième réflecteur, et des rayons lumineux issus de la deuxième source lumineuse d’atteindre le premier réflecteur.
Ce mode de réalisation permet d’assurer une meilleure précision dans les faisceaux lumineux individuels.
Selon un mode de réalisation, chaque réflecteur peut avoir une dimension horizontale, selon une direction transversale Y, comprise entre 25 et 45 mm.
Une telle dimension limitée présente l’avantage de réduire l’encombrement associé au dispositif d’éclairage, ou permet d’augmenter le nombre de pixels, tout en permettant de tirer avantage de la sectorisation des réflecteurs qui compense les inconvénients liés à une faible largeur de réflecteur.
Selon un mode de réalisation, le dispositif peut comprendre entre deux et six réflecteurs et entre deux et six sources lumineuses respectivement associées aux réflecteurs, les réflecteurs étant disposés à des positions horizontales respectives, les uns à côté des autres.
Un tel mode de réalisation permet un compromis entre le fait d’assurer un encombrement limité associé au dispositif d’éclairage et le fait d’avoir suffisamment de pixels pour permettre des fonctions lumineuses matricielles variées et configurables.
Selon un mode de réalisation, les sources lumineuses peuvent être pilotables individuellement, et les réflecteurs peuvent être agencés de manière à ce que l’extinction d’une source lumineuse induise un tunnel sombre dans le faisceau global pixelisé.
Il est ainsi rendu possible la réalisation d’un tunnel sombre dont les bords sont nets.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un projecteur de véhicule automobile comprenant un boîtier, une glace de fermeture du boîtier et un dispositif d’éclairage selon le premier aspect de l’invention disposé dans le volume situé entre le boîtier et la glace de fermeture .
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
illustre un dispositif d’éclairage selon un mode de réalisation de l’invention;
illustre une vue en coupe horizontale d’un réflecteur d’un dispositif d’éclairage selon un mode de réalisation de l’invention;
illustre des parties du faisceau individuel issu d’un réflecteur de dispositif d’éclairage selon un mode de réalisation de l’invention ;
illustre un faisceau individuel issu d’un réflecteur de dispositif d’éclairage selon un mode de réalisation de l’invention ;
illustre un faisceau global pixelisé issu d’un dispositif d’éclairage selon un mode de réalisation de l’invention.
La représente un dispositif d’éclairage 100 selon un mode de réalisation de l’invention.
La représente le dispositif d’éclairage 100 selon une vue de face, dans un plan Y-Z, depuis un observateur situé à l’extérieur du véhicule, sur le chemin de certains des rayons lumineux dont le sens de parcours est principalement selon l’axe X. La direction X est donc définie par la direction globale du faisceau lumineux émis par le dispositif d’éclairage 100.
Le dispositif d’éclairage 100 selon l’invention est à réflexion directe, ou simple réflexion, c’est à dire que les rayons lumineux issus d’une source 102.i, i étant entier compris entre 1 et 4, sont réfléchis directement vers l’extérieur du véhicule (selon la direction X) par réflexion sur un réflecteur 101.i.
Dans ce qui suit, l’expression « source 102 » désigne indifféremment n’importe laquelle des sources 102.i, de même que l’expression « réflecteur 101 » désigne indifféremment n’importe lequel des réflecteurs 101.i.
Le dispositif d’éclairage 100 selon l’invention est de préférence matriciel, avec une pluralité de pixels, chacun constitué d’une source lumineuse 102 et d’un réflecteur 101. Le dispositif d’éclairage 100 illustré sur la comprend quatre pixels, comprenant respectivement:
- une première source lumineuse 102.1 associée à un premier réflecteur 101.1 ;
- une deuxième source lumineuse 102.2 associée à un deuxième réflecteur 101.2 ;
- une troisième source lumineuse 102.3 associée à un troisième réflecteur 101.3 ;
- une quatrième source lumineuse 102.4 associée à un quatrième réflecteur 101.4.
Aucune restriction n’est attachée au nombre de pixels du dispositif lumineux 100, qui peut être n’importe quel nombre supérieur ou égal à 2, et de préférence inférieur à 6 pour des contraintes d’encombrement liées au dispositif d’éclairage 100. Les pixels sont répartis horizontalement selon l’axe Y. Chaque réflecteur 101 a une largeur donnée selon l’axe Y, s’étend verticalement selon l’axe Z et est incurvé selon l’axe X de manière à réfléchir la lumière émise par les sources lumineuses 102 selon l’axe Z, dans une direction sensiblement parallèle à l’axe X.
Aucune restriction n’est attachée à la technologie employée pour les sources lumineuses 102, celles-ci pouvant être des diodes électroluminescentes, de type LED par exemple, avec au moins un élément photoémissif, ou toute autre technologie d’émission lumineuse (laser, matrix laser, xénon, halogène notamment) . Une LED présente l’avantage d’une bonne qualité de faisceau lumineux, d’un encombrement moindre et de faibles coûts. De plus, les sources lumineuses 102.1 à 102.4, de type LED, peuvent toutes êtres montées sur un même circuit imprimé 104 ou PCB, pour « Printed Circuit Board » en anglais. Dans ce qui suit, l’exemple de sources de type LED est considéré, de manière non restrictive et par souci de simplification uniquement. Le PCB 104 peut être monté sur un radiateur 105 permettant de réguler la température des sources lumineuses 102, en dissipant la chaleur, améliorant ainsi leur fonctionnement et augmentant leur durée de vie.
Le faisceau global pixelisé issu du dispositif d’éclairage 100 est obtenu par combinaison des faisceaux individuels issus de chacun des pixels.
Toutefois, un tel dispositif matriciel permet d’activer indépendamment des sources lumineuses. Il est ainsi possible de désactiver certaines des sources lumineuses afin de créer un « tunnel » lumineux dans le faisceau global, le tunnel s’étendant horizontalement selon l’axe Y. Un tel tunnel permet d’éviter d’éblouir certaines cibles situées à une position horizontale correspondant à celle du pixel désactivé, ou permet de tracer un motif lumineux par effet de contraste sur la route.
Selon l’invention, chacun des réflecteurs 101 comprend au moins deux secteurs latéraux 101a et 101c. De manière optionnelle, chaque réflecteur 101 peut en outre comprendre un secteur central 101b. Selon une autre variante, non représentée sur la , chaque réflecteur 101, ou au moins l’un des réflecteurs 101, peut comprendre deux secteurs centraux, soit quatre secteurs en tout. Ainsi, un réflecteur 101 selon l’invention comprend entre deux et quatre secteurs. Comme représenté sur la , les secteurs d’un réflecteur 101 occupent des positions horizontales distinctes, selon l’axe Y, et sont placés les uns à côté des autres.
Selon l’invention, pour chaque secteur latéral 101a et 101c, une zone extrême du secteur latéral située vers l’extérieur du réflecteur 101 est conformée pour réaliser une coupure nette verticale d’un faisceau individuel issu du réflecteur 101. Ainsi le secteur latéral gauche 101a est conformé pour réaliser une coupure nette à gauche du faisceau individuel du réflecteur 101 et le secteur latéral droit 101c est conformé pour réaliser une coupure nette à droite du faisceau individuel du réflecteur 101. On entend par « coupure nette » tout gradient de contraste du faisceau lumineux supérieur à un seuil donné., par exemple un seuil de 0,13, notamment un seuil de 0,18, et préférentiellement un seuil de 0,30. Alternativement la coupure nette peut être définie relativement. Selon un telle définition relative, le gradient de contraste du faisceau lumineux pour la coupure en question est supérieur à une autre coupure du secteur latéral, notamment une coupure centrale. Une telle autre coupure est dite « floue ».
Par exemple, pour tout point d’un segment horizontal s’étendant de part et d’autre de la coupure dont on souhaite mesurer le gradient, on calcule :
G(α)=log( I ( α + 0.05°)) - log ( I ( α – 0.05°))
où α est l’angle selon l’axe horizontal dudit point du segment parcouru et I l’intensité du faisceau pour l’angle considéré.
En pratique, un bord net est réalisé par une forme du réflecteur située en bordure du réflecteur et apte à réfléchir des rayons lumineux de la source lumineuse 102 de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux autres. Ainsi, les rayons issus de la zone extrême sont sensiblement parallèles, ce qui permet la réalisation d’une « coupure nette » ou d’un « bord net ». Au contraire, un faisceau lumineux flou, ou une partie floue d’un faisceau lumineux, est constituée de rayons lumineux ayant une pluralité de directions. Ces principes seront mieux compris à la lumière de la description de la .
La sectorisation d’un réflecteur 101 selon l’invention permet avantageusement d’avoir des pixels avec des réflecteurs de faible largeur avec des bords lumineux nets, améliorant ainsi la précision de la matrice de pixels, tout en permettant d’avoir plusieurs pixels disposés horizontalement.
De préférence, la largeur angulaire horizontale de faisceau individuel peut être comprise entre 8 et 14°. De telles valeurs permettent à la fois d’avoir un faisceau global de largeur suffisante, tout en permettant la création de tunnels par désactivation de l’une ou de plusieurs des sources 102.
De préférence, la largeur selon l’axe Y de chaque réflecteur 101 est comprise entre 25 et 45mm. En effet, une faible largeur de réflecteur nécessite une grande proximité de la source lumineuse et induit un étalement important des faisceaux individuels selon l’axe Y, d’où un besoin accru de rendre les bords du faisceau plus nets. Avec des réflecteurs autres que ceux de l’invention, dans de telles gammes de largeur, les bords des faisceaux individuels seraient très étalés, donc flous ou peu nets. Avec une telle largeur, il est préférable que le nombre de pixels soit inférieur ou égal à 6, afin de limiter l’encombrement associé au dispositif d’éclairage 100 et de faciliter son montage dans un projecteur de véhicule automobile.
L’obtention de bords nets pour chaque faisceau individuel issu d’un réflecteur 101 du dispositif lumineux 100 permet en outre de prévoir une zone de chevauchement précise entre chaque pixel. Une telle zone de chevauchement permet d’obtenir un faisceau global homogène, dans lequel on ne distingue pas le faisceau individuel correspondant à chaque pixel. Le chevauchement ne doit en revanche pas être trop important, au risque d’empêcher la création de tunnels horizontaux par désactivation d’une source lumineuse 101. A cet effet, la largeur horizontale de la zone de chevauchement entre deux faisceaux individuels adjacents peut être comprise entre 3° et 8°.
Le dispositif d’éclairage 100 selon l’invention peut en outre comprendre un ou plusieurs écrans opaques ou masques 103. L’écran opaque ou masque 103 est conformé et disposé de manière à empêcher qu’une source lumineuse 102 n’éclaire la surface réfléchissante d’un réflecteur 101 auquel elle n’est pas associée, tel qu’un réflecteur adjacent. A titre d’exemple, l’écran 103 empêche les rayons lumineux issus de la deuxième source 102.2 d’atteindre les surfaces réfléchissantes du premier réflecteur 101.1 et du troisième réflecteur 101.3. Un écran opaque ou masque 103 en une seule pièce est représenté sur la , à titre illustratif uniquement. En variante, un écran individuel peut être prévu pour chaque source lumineuse 102.
L’écran 103 permet ainsi d’améliorer la qualité du faisceau individuel de chaque pixel, et améliore par conséquent le faisceau global.
Le dispositif d’éclairage 100 peut être relié à un boîtier 106 de projecteur de véhicule automobile, comprenant en outre une glace de fermeture.
Avantageusement, les éléments du dispositif d’éclairage 100 peuvent être fixés les uns aux autres par des moyens de fixation non représentés sur la , ou peuvent être fixés individuellement au boîtier 106.
La illustre une vue en coupe horizontale d’un réflecteur 101 d’un dispositif d’éclairage 100 selon un mode de réalisation de l’invention.
Le réflecteur 101 représenté sur la comprend trois secteurs 101a, 101b et 101c. Toutefois, comme expliqué ci-dessus, le réflecteur 101 selon l’invention comprend au moins les deux secteurs latéraux 101a et 101c, et peut comprendre en outre le secteur central 101b ou deux secteurs centraux 101b.
Les secteurs latéraux 101a et 101c peuvent avantageusement comprendre une zone extrême 210 située vers l’extérieur du réflecteur 101 selon l’axe horizontal Y, et une zone centrale 211 située vers le centre du réflecteur 101 selon l’axe horizontal Y.
La zone extrême 210 est conformée pour réaliser la coupure nette du faisceau individuel, tandis que la zone centrale 211 est conformée pour contribuer à la réalisation d’une partie centrale dispersée du faisceau individuel.
En effet :
- la zone extrême 210 est conformée de manière à réfléchir des rayons lumineux 201 issus de la source lumineuse 102 dans une direction sensiblement parallèle à la direction principale du faisceau lumineux issu du dispositif d’éclairage, en l’occurence une direction sensiblement parallèle à l’axe X ;
- la zone centrale 211 est conformée pour réfléchir des rayons lumineux 203 issus de la source lumineuse 102 dans une direction différente de la direction des rayons 201, afin de combiner avec des rayons 202 issus du secteur central 101b pour former la partie étalée centrale du faisceau lumineux individuel du réflecteur 101. La zone centrale 211 est toutefois optionnelle en ce que le secteur latéral peut ne comprendre que la zone extrême réalisant la coupure nette, dès lors que le dispositif d’éclairage comprend un secteur central permettant une recombinaison des bords nets des secteurs latéraux. En particulier, la suppression de la partie centrale est avantageuse pour des pixels de faible largeur et que la dimension du réflecteur est grande.
Aucune restriction n’est attachée à la forme de la section horizontale des secteurs latéraux 101a et 101c. A titre illustratif, une telle forme peut être ondulée avec un point d’inflexion séparant la zone extrême 210 de la zone centrale 211.
Comme indiqué sur la , le secteur central 101b est conformé pour contribuer à la réalisation d’une partie centrale floue du faisceau individuel, puisque les rayons réfléchis 202 sont dispersés et ont un spectre large de directions différentes.
Ainsi, lorsque le réflecteur 101 ne comprend pas de segment central 101b, la partie centrale étalée du faisceau individuel est réalisée par les zones centrales 211 des segments latéraux 101a et 101c.
Aucune restriction n’est attachée à la forme de la section horizontale du secteur central 101b. A titre illustratif, le secteur central 101b peut avoir la forme concave illustrée sur la .
La illustre des parties du faisceau individuel issu d’un réflecteur de dispositif d’éclairage selon un mode de réalisation de l’invention.
La partie 301 correspond aux rayons lumineux issus du secteur latéral gauche 101a du réflecteur 101, et comprend ainsi un bord net 310 réalisé par la zone extrême 210 ainsi qu’une partie floue réalisée par la partie centrale 211.
La partie 302 correspond aux rayons lumineux issus du secteur central 101b du réflecteur 101, et comprend ainsi des rayons lumineux dispersés 202 qui s’étalent sur la quasi totalité de la largeur du faisceau individuel du réflecteur 101.
La partie 303 correspond aux rayons lumineux issus du secteur latéral droit 101c du réflecteur, et comprend ainsi un bord net 310 réalisé par une zone extrême ainsi qu’une partie floue réalisée par une partie centrale.
La illustre un faisceau individuel 400 issu d’un réflecteur de dispositif d’éclairage selon un mode de réalisation de l’invention.
Le faisceau individuel 400 du réflecteur 101 est obtenu par combinaison des parties 301, 302 et 303 illustrées en référence à la .
Le faisceau individuel 400 comprend ainsi des bords droit et gauche nets obtenus à partir des parties 301 et 303 décrites ci-avant. Pour ce qui concerne la partie centrale floue, elle est obtenue à partir des zones centrales 211 des secteurs latéraux 101a et 101c et à partir du secteur central 101b.
La illustre un faisceau global pixelisé issu d’un dispositif d’éclairage selon un mode de réalisation de l’invention.
Le faisceau global pixelisé 500 est obtenu à partir des faisceaux individuels 400 issus des différents réflecteurs 101.1 à 101.4 du dispositif d’éclairage 100.
En raison de la superposition des faisceaux individuels, le faisceau global pixelisé 500 est homogène et ne laisse pas apparaître les différents pixels qui le composent.
La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d’exemples ; elle s’étend à d’autres variantes.

Claims (10)

  1. Dispositif d’éclairage (100) apte à réaliser un faisceau global pixelisé comprenant:
    - au moins une première source lumineuse (102.1) et une deuxième source lumineuse (102.2) ;
    - au moins un premier réflecteur (101.1) associé à la première source lumineuse et un deuxième réflecteur (101.2) associé à la deuxième source lumineuse, les premier et deuxième réflecteurs étant disposés l’un à côté de l’autre selon une direction horizontale  ;
    dans lequel au moins l’un des réflecteurs comprend au moins deux secteurs latéraux (101a ; 101c) à deux positions horizontales distinctes, et dans lequel, pour chaque secteur latéral, une zone extrême (210) du secteur latéral située vers l’extérieur du réflecteur est conformée pour réaliser une coupure nette verticale d’un faisceau individuel (400) issu dudit réflecteur.
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque secteur latéral (101a ; 101c) comprend deux zones dont la zone extrême (210) conformée pour réaliser la coupure nette verticale du faisceau individuel et une zone centrale (211) conformée pour contribuer à la réalisation d’une partie centrale du faisceau individuel.
  3. Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit au moins un réflecteur (101.1 ; 101.2) comprend en outre au moins un secteur central (101b), conformée pour contribuer à la réalisation d’une partie centrale du faisceau individuel (400).
  4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le réflecteur (101.1 ; 101.2) est conformé de manière à ce que le faisceau individuel (400) issu du réflecteur ait une largeur angulaire horizontale comprise entre 8 et 14°.
  5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier réflecteur (101.1) est conformé et positionné pour réfléchir les rayons lumineux de la première source lumineuse (102.1) en un premier faisceau individuel et le deuxième réflecteur (101.2) est conformé et positionné pour réfléchir les rayons lumineux issus de la deuxième source lumineuse (102.2) en un deuxième faisceau individuel, et dans lequel les premier et deuxième faisceaux individuels ont une superposition angulaire horizontale comprise entre 3 et 8°.
  6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un écran opaque ou masque (103) disposé entre les sources lumineuses (102.1 ;102.2) et les réflecteurs (101.1 ; 101.2), de manière à empêcher des rayons lumineux issus de la première source lumineuse (102.1) d’atteindre le deuxième réflecteur (101.2), et des rayons lumineux issus de la deuxième source lumineuse (102.2) d’atteindre le premier réflecteur (101.1).
  7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque réflecteur (101.1 ; 101.2) a une dimension horizontale, selon une direction transversale Y, comprise entre 25 et 45 mm.
  8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant entre deux et six réflecteurs et entre deux et six sources lumineuses respectivement associées aux réflecteurs, les réflecteurs étant disposés à des positions horizontales respectives, les uns à côté des autres.
  9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les sources lumineuses (102.1 ; 102.2) sont pilotables individuellement, et dans lequel les réflecteurs (101.1 ; 101.2) sont agencés de manière à ce que l’extinction d’une source lumineuse induise un tunnel sombre dans le faisceau global pixelisé (500).
  10. Projecteur de véhicule automobile comprenant un boîtier (106), une glace de fermeture du boîtier et un dispositif d’éclairage (100) selon l’une des revendications précédentes disposé dans le volume situé entre le boîtier et la glace de fermeture.
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