Brevet FR2644120A1 — publié le 19900914

-1- La présente invention concerne un dispositif d'éclai- rage comportant un élément optique mobile qui est disposé entre des éléments de lentille montés sur un véhicule et des fibres optiques émettant de la lumière à l'une de leurs extrémités, laquelle est produite par une source lumineuse de brillance élevée, o le mouvement de l'élément optique modifie la position optique apparente des fibres par rapport aux éléments de lentille de façon à satisfaire les besoins en éclairage à l'avant du véhicule. La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 123 844, incorporée ici à titre de référence, décrit un disposi- tif d'éclairage utilisant une source lumineuse à brillance élevée qui est accouplée à des fibres optiques. Dans un mode de réalisation, le dispositif d'éclairage comporte deux sources lumineuses à intensité élevée qui sont respectivement accouplées à des première et seconde multitudes de fibres optiques. Les deux multitudes de fibres optiques sont disposées par rapport aux éléments de lentille. La première source lumineuse à intensité élevée fournit l'éclairage en code du véhicule et la lumière de la seconde source lumineuse l'éclairage en phare. Bien que le dispositif d'éclairage décrit dans la demande de brevet mentionnée ci- dessus réponde à tous les besoins du véhicule, on souhaite disposer d'un dispositif d'éclairage qui ne nécessite qu'une source lumi- neuse de haute intensité tout en assurant l'éclairage en code -2- et en phase du véhicule. Par conséquent, la présente invention a pour objet un dispositif d'éclairage n'utilisant qu'une source lumineuse de haute intensité tout en assurant l'éclairage en phare et en code d'un véhicule. La présente invention a pour autre objet que la source d'éclairage de haute intensité assure aussi l'éclairage dans la direction de l'avant, associé à l'éclairage des feux de direction et anti-brouillard du véhicule. La présente invention a pour objet un dispositif d'éclairage comportant un élément optique qui est mobile de façon à assurer tous les besoins en matière d'éclairage vers l'avant d'un véhicule au moyen d'une seule source lumineuse d'intensité élevée. Le dispositif d'éclairage comprend la source lumineuse d'intensité élevée pouvant être mise sous tension de manière sélective, une multitude de dispositifs d'acheminement opti- que, une multitude d'éléments de lentille disposés par rapport aux extrémités des dispositifs respectifs d'achemine- ment optique, et un dispositif optique mobile qui est interposé entre les extrémités des dispositifs d'acheminement optique et des éléments de lentille. Les dispositifs d'ache- minement optique présentent chacun une extrémité accouplée de façon prédéterminée à la source lumineuse, l'autre extrémité émettant de la lumière lors de la mise sous tension de la source lumineuse d'intensité élevée. Le dispositif mobile est de préférence constitué d'un matériau transparent ayant une- épaisseur prédéterminée et un indice de réfraction donné, son interposition modifiant la position optique apparente des dispositifs d'acheminement optique par rapport aux éléments de lentille. La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: - figure 1, une représentation schématique d'un mode de réalisation de la présente invention concernant un dispositif - 3- d'éclairage qui assure l'éclairage vers l'avant, dont l'é- clairage par feux de direction d'un véhicule. figure 2, un agencement de dispositif d'éclairage concernant la présente invention; figure 3, une vue de dessus qui illustre un agencement des connecteurs renfermant des fibres optiques, un élément optique mobile, et des éléments de lentille tous concernant la présente invention; figure 4, représente plus particulièrement la relation entre un élément de coin et la position réelle et apparente des extrémités des fibres optiques par rapport aux éléments de lentille qui sont impliqués dans la génération de l'éclairage en code et en phare concernant la présente invention; figure 5, les effets de la modification de la position apparente des fibres optiques (objet) par rapport aux faisceaux en phare et en code (images) développés par la présente invention; figure 6, la relation entre un élément optique plat tournant, modifiant la position optique apparente des extré- mités des fibres optiques impliquées dans la production de l'éclairage en code et en phare concernant la présente invention. En figure 1, on a représenté un dispositif d'éclairage 10 selon la présente invention, qui convient plus particu- lièrement à la fourniture de l'éclairage vers l'avant, dont l'éclairage par les feux de direction et l'éclairage anti- brouillard, pour des véhicules de forme aérodynamique. Le dispositif d'éclairage 10 comporte une source lumineuse 12 de haute intensité qui fournit tous les lumens servant à l'éclairage vers l'avant, vers l'arrière et à l'intérieur du véhicule. La présente invention concerne avant tout l'éclairage vers l'avant des véhicules, et par conse- quent on ne décrit que la source lumineuse 12 concernant un tel éclairage. La source lumineuse 12 peut être du type -2 4 -1 -4- décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 266 129, qu'on incorpore ici à titre de référence. L'éclairage en code et en phare, ainsi que l'éclairage donné par les feux de direction et les phares anti- brouillard, sont assurés par des dispositifs d'éclairage 14A et 14B qui sont respectivement reliés à la source lumneuse 12 par des dispositifs 16A et 16B d'acheminement optique. Les dispositifs d'éclairage 14A et 14B comportent chacun un connecteur 18 qui achemine l'énergie électrique jusqu'à un dispositif 20 actionné électriquement qu'on décrira en liaison avec la figure 2. Les dispositifs 16A et 16B peuvent présenter plusieurs modes de réalisation qu'on décrit dans la demande de brevet mentionnée ci-dessus. Les dispositifs d'éclairage 14A et 14B comportent chacun un agencement représenté avec davantage de détails en figure 2, s'agissant du dispositif 14A. La figure 2 repré- sente un agencement des éléments figurant dans le tableau 1. TABLEAU 1 Connecteurs Réseau Elément Elément d'achemine- rectangulaire mobile de lentille ment optique 221 241 261 2612 28 222 241 2611 2612 282 223 241 2611 2612 283 224 242 2621 2622 284 225 242 2621 2622 285 226 242 2621 2622 286 226 242 2621 2622 286 227 243 2631 2632 287 228 243 2631 2632 288 229 243 2631 2632 - 289 2210 243 2631 2632 2810 -- 5 -- La figure 2 représente partiellement le dispositif d'éclairage 14A, lequel comprend un agencement de connecteurs 22, un élément optique 26 et des éléments de lentille 28. L'agencement de connecteurs 22 est constitué d'une multitude de connecteurs 221, 222... 22n qui renferment les câbles à fibres optiques branchés sur le dispositif d'acheminement optique 16A. Les extrémités des fibres optiques des connec- teurs 221... 22n émettent de la lumière par l'intermédiaire des ouvertures respectives 241, 242 ou 243 indiquées dans le tableau 1. La figure 2 représente en outre partiellement le dispositif d'éclairage 14A, qui comporte un élément optique 26 présentant une multitude de sections 2611, 2612... 25nn, dont une partie est indiquée dans le tableau 1, et une multitude d'éléments de lentille 281, 282... 28n, dont une partie figure également dans le tableau 1. L'élément optique 26 peut avoir trois modes de réalisation 26A, 26B (représenté en tirets), et 26C (représenté en tirets) qui peuvent concerner respectivement l'éclairage en code/phare, et l'é- clairage anti-brouillard d'un véhicule. Pour de tels modes de réalisation, la lumière émise par les connecteurs, peut être partagée par les trois agencements au moyen d'un mouvement approprié vers le haut, vers le bas, ou vers le côté du dispositif 20, ou bien des connecteurs séparés (non représen- tés) peuvent être fournis pour chaque agencement. Pour le mode de réalisation représenté en figure 2, les trois ouvertures 241, 242 et 243 ont des dimensions relatives croissantes. Un tel agencement des ouvertures constitue un réseau taillé en pointe, dans lequel la lumière maximum du dispositif d'éclairage 14A est transmise à partir des dispositifs optiques de 221, 222, 223, avec une quantité plus faible en provenance des dispositifs optiques 224, 225, 226, et alors avec une quantité encore plus faible ne provenance des dispositifs de 227, 228, 229 et 2210. Les éléments de lentille 281... 28n qui coopèrent avec les fibres optiques 221... 22n peuvent être du type décrit dans -6- la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 266 129. Les principes de la présente invention concernent plus particulièrement l'élément optique 26 connecté au dispositif qui peut être actionné et mettre en place la section associée -2611.i 26nn des éléments 26A, 26B et 26c. Le dispositif 20, auquel l'énergie électrique est appliquée à partir du connecteur 18, peut provoquer le déplacement des sections 2611... 26nn vers le côté, vers le haut ou vers le bas de façon que, par exemple, les sections 261 i, 2621 et 2631 soient d'abord interposées entre les connecteurs 22 et les éléments de lentille 28, et ensuite les sections 2612, 2622 et 2632 sont alors interposées de cette manière. Les sections concernées 2611 2621 et 2631 de 26A (figure 2) comportent une ouverture dégagée pour permettre le passage sans entrave de la lumière, alors que les sections 2612, 2622 et 2632 sont constituées d'un milieu transparent, tel que le verre ou un matériau plastique exempt de toute ouverture. L'interposition du dispositif mobile 26A, en particulier 2612, 2622 et 2632, modifie la position apparente ou optique des dispositifs optiques concernés des connecteurs 22 par rapport aux éléments de lentille 28, modification qu'on peut décrire en premier lieu en liaison avec la figure 3. La figure 3 est une vue de dessus représentant deux diagrammes 24A de faisceaux lumineux, qui sont transmis à partir de l'ouverture rectangulaire 241 des connecteurs optiques 222 et 223. Les diagrammes 24A traversent chacun la partie ouverte de la section plate 2611 de l'élément optique 26A et tombent sur les éléments de lentille respectifs 282 et 283. La section plate 2611 de l'élément optique 26A est interposée entre les fibres optiques du connecteur 22 et l'élément optique 28 et concerne la production du diagramme en code de l'éclairage du véhicule vers l'avant. L'interac- tion de l'autre section concernée de l'élément 26, tel que 2612 ayant la forme d'un coin, est décrite en liaison avec la figure 4. -7- La figure 4 représente une partie de l'élément optique en forme de coin 2612 qui est interposée entre les rayons lumineux liés au diagramme 24A et l'élément de lentille 282. L'élément 2612 a un angle prédéterminé de son coin, représen- té en figure 4, par exemple un angle de 5 degrés. La valeur de l'écart entre les rayons lumineux incidents tombant sur l'élément 262 et les rayons qui sont réfractés avant de sortir de l'élément 2612 en forme de coin est fonction de l'angle du coin, de l'épaisseur et de l'indice de réfraction de cet élément 2612. L'angle du coin, l'épaisseur et l'indice de réfraction de l'élément 2612 peuvent être compris dans les gammes respectives d'environ 3 à 30 degrés; 1 à 10 mm; et 1,3 à 1,8. On peut décrire la pratique de la présente invention en liaison avec le fonctionnement de la disposition de la figure 4 ne comportant pas d'élément 2612 en forme de coin, c'est-à-dire le fonctionnement avec la lumière émise à partir de l'ouverture 241 et traversant directement la partie ouverte de l'élément 2611 concerné. Dans un tel fonctionne- ment, le rayon d'une source lumineuse ponctuelle est repré- senté à sa position réelle Q tel qu'il est vu par l'élément de lentille 282 ou présenté à cet élément. La source ponctuelle Q est censée représenter la concentration de la lumière émise par la zone centrale de l'ouverture 241. La source ponctuelle Q produit un cône de lumière ayant un trajet supérieur 32A (ligne en trait plein), un trajet médian 34A (ligne en trait plein), et un trajet inférieur 36A (ligne en trait plein). L'interposition de l'élément 2612 en forme de cale, par la mise en oeuvre du dispositif 20 de la figure 2, a pour effet que la position de la source ponctuelle de la figure 4 telle qu'elle est vue ou telle qu'elle est présentée à la lentille 282, est amenée du point Q (réel) vers l'intérieur et vers le haut jusqu'au point Q'. L'interposi- tion de l'élément 2612 a pour effet que les rayons lumineux sont réfractés vers l'intérieur et vers le bas par cet - 8 - élément comme cela est représenté par le trajet supérieur 32B (en tirets), le trajet médian 34B (en tirets) et le trajet inférieur 36C (en tirets), lesquels se poursuivent, respec- tivement, sous forme des trajets 32c, 34C et 36C. Les trajets des rayons lumineux 32c, 34C, et 36C sont représentatifs du diagramme d'éclairage en code d'un véhicule, alors que les trajets des rayons lumineux 32A, 34A et 36A sont représenta- tifs de l'éclairage en phare. Le point Q' des rayons lumineux émis concernant le diagramme en code est construit en prolongeant les lignes 32D' 34D et 36D à partir des endroits respectifs 32E' 34E, et 36E Qo ils sortent de l'élément 2612 en forme de coin pour revenir vers Q' o -ils se coupent. Le point Q' constitue la position apparente des rayons lumineux liés à l'élément mobile 2612 de la figure 4. Le mouvement vers l'intérieur (Q vers Q') est représenté en figure 4 par une distance 38 comprise entre environ 1 mm et environ 3 mm alors que le mouvement vers le haut (Q vers Q') est représenté par une distance 40 comprise entre environ 2 mm et environ 10 mm. L'effet global de la présence de l'élément 2612 en forme de coin est de provoquer un léger décalage du foyer de la lentille. En choisissant les distances de manière appropriée, le faisceau en code peut être légèrement étendu et le faisceau en phare peut être focalisé d'une façon plus forte. On peut en outre dé rire l'effet de la présence du coin optique 2612 en ce qui concerne les diagrammes des faisceaux en code et en phare en liaison avec la figure 5. La figure 5 représente l'effet optique lié à l'éclairage d'un véhicule vers l'avant sur la position de l'image (faisceau en phare 42 ou faisceau en code 44) lors du changement de la position réelle (Q) ou de la position apparente (Q')- de l'objet (zone centrale de la lumière émise par l'ouverture 241). La figure 5 est seulement représentative des rayons lumineux liés aux éléments de lentille 282, alors qu'en réalité les rayons lumineux concernant tous les éléments de lentille 28... 28, chacun produisant une image rectangu- 1n -9- laire, sont superposés les uns sur les autres, pour former le diagramme composite d'éclairage en code ou en phase du véhicule. La figure 5 représente l'effet de la présence de l'élément 2612 en forme de coin à un emplacement situé à l'avant de l'élément de lentille 282. Les rayons lumineux émis à partir de la position Q sont transmis par l'élément de lentille 282 de manière à faire partie du diagramme en phare 42, alors que les rayons lumineux émis à partir de la position Q' sont transmis par l'élément de lentille 282 de manière à faire partie du diagramme en code 44. Les trajets liés aux rayons lumineux des positions Q et Q' sont tels que décrits précédemment en liaison avec la figure 4. Le fonctionnement des dispositifs des figures 2 3, 4 et 5 liées aux sections 2611, 2621 et 2631 ayant une partie ouverte pour permettre l'émission de la lumière à partir des extrémités des fibres optiques des connecteurs 221... 22N s'applique également aux sections présentant une partie transparente plate pour intercepter la lumière émise, sauf toutefois que les rayons lumineux interceptés sont réfractés vers le bas et que la source ponctuelle apparente Q' est déplacée vers l'intérieur d'une façon pratiquement horizon- tale par rapport à la source ponctuelle réelle Q. La valeur avec laquelle la source ponctuelle passe de Q à Q' est fonction de l'épaisseur et de l'indice de réfraction des sections transparentes plates 2611, 2621 et 2631. Les principes de la présente invention qu'on a décrits pour un élément 2612 en forme de coin s'appliquent également à un élément optique plat qui a subi une rotation et qu'on peut décrire en liaison avec la figure 6. La figure 6 représente l'interposition d'un élément optique plate 261 (représenté en traits mixtes) entre la zone de connexion 24 et l'élément de lentille 282 (non représenté) selon une façon semblable à celle décrite précédemment pour l'élément 262 en forme de coin de la figure 4. L'élément plat 2611 est - 10 - 2644120 représenté comme étant placé de façon verticale (A) perpen- diculairement à l'axe optique 46 de la lentille 282 (non repésentée) et provoque le passage de la source lumineuse de la position Q (non représentée) à la position Q'. L'élément plat 2611 est également représenté (B) comme ayant subi une rotation e par rapport au centre de rotation 48 de l'élément 2611 placé sur l'axe optique 46 de l'élément de lentille 282. La rotation de l'élément 2611 peut être obtenue par un dispositif d'actionnement semblable au dispositif 20 sauf que l'élément 261 subit un déplacement par rotation et non un mouvement linéaire comme l'élément 2612 en forme de coin qu'on a décrit précédemment pour le dispositif 20. Les rayons lumineux concernant la source ponctuelle Q' qui frappent l'élément 2611(B) comportent un trajet supérieur 46A (ligne en trait plein), un trajet médian 48A (ligne en trait plein) et un trajet inférieur 50A (ligne en trait plein). Les rayons incidents 46A, 48A et 50A rencontrant l'élément 2611(B) sont réfractés, comme cela est représenté respectivement par les rayons 46B, 48B et 50B (tous en tirets) et sortent sous forme des rayons 46C, 48C et 50C (tous également en tirets), respectivement. Le point Q" pour les rayons lumineux émis qui concernent l'élément 2611 (B) est construit en traçant des lignes 46D, 48D, et 50D à partir des endroits 46E, 48E et 50E, respectivement, de sortie des rayons jusqu'à leur intersection d'origine Q". La rotation de l'élément plat 261 a pour effet que la position apparente ou optique des rayons lumineux émis par la zone centrale de l'ouverture 241 tels qu'ils se présentent pour l'élément de lentille 282, passe de Q' à Q". L'effet d'ensemble de la présence et de la rotation de l'élément optique 2611 (B) est que les rayons lumineux émis par les fibres optiques à la zone centrale de l'ouverture 241 sont dirigés vers l'intérieur de sorte que le diagramme lumineux transmis par la lentille 282 peut être modifié pour passer d'un éclairage en code à un éclairage en phare du véhicule. - 11 - 2644120 Les diagrammes d'éclairage produits par le fonctionnement du dispositif de la figure 6 sont semblables aux diagrammes de la figure 5 qu'on a discutés précédemment en liaison avec la figure 4. La pratique de la présente invention, qu'on vient de décrire, pour la production des éclairages en code et en phare s'applique également à la génération de l'éclairage vers l'avant désiré pour des lampes de direction. Pour de telles lampes, l'éclairage en phare qu'on a décrit en liaison avec les figures 3, 4, 5 et 6 peut être employé pour constituer la lumière directe désirée pendant que le véhicule se déplace en ligne droite, alors que l'éclairage en code décrit en liaison avec les figures 3, 4, 5 et 6 peut être utilisé comme lumière diffusée alors que le véhicule procède à un virage. L'actionnement d'un dispositif concernant l'éclairage de direction peut être semblable à celui du dispositif 20 associé à l'élément 2612 en forme de coin. L'actionnement d'un tel dispositif peut être effectué par un moyen de détection de mouvement qui anticipe la prise de virage d'un véhicule de sorte que les lampes de direction peuvent alors produire le diagramme d'éclairage à faisceau étendu. L'éclairage de direction peut être développé en choisissant les paramètres appropriés et en coopération avec le dispositif 20, l'élément optique 26B et les éléments de lentille 28... 28N, tous représentés dans leur ensemble en figure 2. Par exemple, les éléments de lentille 28 situés dans la zone frontale à proximité de chaque c8té du véhicule peuvent être choisis pour transmettre l'éclairage de direc- tion, et les connecteurs 22 à proximité des éléments de lentille choisis peuvent être sélectionnés pour fournir la lumière concernée, alors que les sections associées de l'élément optique 26B, semblables aux éléments 261l et 2612 précédemment décrits, peuvent présenter des paramètres appro- priés qu'on a sélectionnés pour définir l'éclairage de - 12 - direction désiré. Pour un tel éclairage, on choisit le fonctionnement du dispositif 20 de façon que l'élément optique 26B constitue l'élément interposé avec ses connec- teurs concernés 22 lors de l'apparition des ordres provenant du conducteur. La pratique de la présente invention peut également développer un éclairage anti-brouillard en choisissant les paramètres appropriés et en coopération avec le dispositif , l'élément optique 26C et les éléments de lentille 281. 28N, tous représentés dans leur ensemble en figure 2. Par exemple, les éléments de lentille 28 situés dans la zone frontale centrale du véhicule peuvent être choisis pour l'éclairage anti-brouillard, et les connecteurs 22 proches des éléments de- lentille centraux sélectionnés peuvent être choisis pour fournir la lumière concernée, alors que les sections associées de l'élément optique 26c, semblables aux éléments 2611 et 2612 précédemment discutés, peuvent présen- ter des paramètres appropriés, tels que la couleur jaune choisie pour développer l'éclairage anti-brouillard. Pour un tel éclairage, on choisit le fonctionnement du dispositif 20 de facon que l'élément optique 26C soit mis en place avec ses connecteurs 22 lors de l'apparition appropriée des ordres émanant du conducteur. On remarquera maintenant que la pratique de la présente invention ayant divers modes de réalisation de l'interposition d'éléments plats et en forme de coin fournit une seule source lumineuse de haute intensité qui produit l'énergie lumineuse pour l'éclairage anti-brouillard, et l'éclairage vers l'avant comportant les faisceaux en code et en phare ainsi que l'éclairage de direction. On doit en outre remarquer que l'élément optique 26 ou 2612 peut être interposé entre les connecteurs 221... 22n des fibres optiques comportant des extrémités pour émettre la lumière et les éléments de lentille 281 28 d'une manière linéaire ou bien l'élément optique 2611 peut être interposé - 13 - après avoir subi une rotation. La valeur de l'écart entre les positions réelle et apparente des fibres optiques émettrices de lumière des connecteurs 221... 22n, par rapport aux éléments de lentille 281... 28n transmettant les diagrammes lumineux en code et en phare, est fonction des paramètres choisis pour les éléments optiques 2611... 26nn. - 14 - - 2644120 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'éclairage (10) pour véhicule, carac- térisé en ce qu'il comprend: (a) une source lumineuse de haute intensité (12) pouvant être mise sélectivement sous tension; (b) une multitude de dispositifs d'acheminement par fibres optiques (16A, 16B), ayant chacun une extrémité accouplée de façon prédéterminée à la source lumineuse,- l'autre extrémité de chaque fibre optique émettant la lumière lors de l'actionnement de la source lumineuse, (c) une multitude d'éléments de lentille (281,...) disposés par rapport aux extrémités des dispositifs respec- tifs d'acheminement optique et pouvant être montés dans la zone frontale du véhicule, et (d) un dispositif mobile (26) pouvant être interposé entre les extrémités des dispositifs respectifs d'achemine- ment optique et des éléments de lentille, cette interposition modifiant la position optique apparente des extrémités des dispositifs d'acheminement optique par rapport aux éléments de lentille. 2. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif mobile (2612) a la forme d'un coin ayant un angle prédéterminé, une épaisseur prédé- terminée et un indice de réfraction prédéterminé, la valeur de la modification de la position optique apparente des extrémités des dispositifs d'acheminement optique augmentant en fonction de l'angle du coin, de son épaisseur, et de son indice de réfraction. 3. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif mobile (2611) a une forme plate ayant une épaisseur prédéterminée et un indice de réfraction prédéterminé, la valeur de la modification de la position optique augmentant en fonction de l'épaisseur et de l'indice de réfraction. 4. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, - 15 - caractérisé en ce que le dispositif mobile (2611) a une forme plate ayant une épaisseur prédéterminée et un indice de réfraction prédéterminé, le dispositif mobile étant interposé entre les dispositifs d'acheminement optique et les éléments de lentille et ayant subi une rotation suivant divers angles par rapport à l'axe optique (46) de l'élément respectif de lentille, la valeur de la modification de la position optique apparente augmentant en fonction de l'angle de rotation, de l'épaisseur et de l'indice de réfraction. 5. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la modification de la position optique apparente des extrémités des dispositifs d'acheminement optique est choisie de façon que l'éclairage transmis par les éléments de lentille lors de la mise sous tension de la source lumineuse de haute intensité est changée pour passer d'un premier diagramme à un second diagramme.