Brevet FR2733299A1 — publié le 19961025

La présente invention est relative aux dispositifs d'éclairage ou de signalisation de véhicules, notamment automobiles, qui comportent des barreaux optiques. Des dispositifs d'éclairage comportant des barreaux optiques ont déjà été décrits dans le brevet français FR-2 514 105. Un tel dispositif comporte classiquement une source lumineuse et des moyens pour concentrer le rayonnement de cette source sur l'extrémité d'entrée d'un barreau optique. Un barreau optique est un élément transparent s'étendant selon un axe longitudinal le long duquel sont réparties une pluralité de facettes réfléchissantes. Ces facettes sont orientées de façon oblique par rapport à l'axe longitudinal du barreau. Elles sont échelonnées selon ledit axe, ainsi que selon son épaisseur. Elles réfléchissent la lumière émise par la source sur des lentilles dioptriques qui se complètent de façon que l'ensemble des faisceaux lumineux élémentaires issus des facettes se fondent en un faisceau unique donnant l'éclairement souhaité. Cependant, les barreaux optiques connus à ce jour ne donnent pas entière satisfaction pour certains types d'éclairage ou de signalisation. Les images lumineuses obtenues sont les superpositions des images rectangulaires des faisceaux élémentaires réfléchis par les facettes des barreaux et il s'avère impossible d'obtenir directement, avec ces barreaux, certaines particularités de forme ou d'homogénéité de faisceau de sortie. En particulier, pour réaliser avec de tels barreaux optiques des éclairages à coupure, tels que des éclairages de croisement, il est nécessaire de compléter les barreaux optiques par des caches de coupure qui présentent l'inconvénient majeur de causer des pertes lumineuses importantes. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle propose à cet effet un dispositif d'éclairage ou de signalisation de véhicule, notamment automobile, comportant une source lumineuse et des moyens pour concentrer le rayonnement de cette source sur une extrémité d'entrée d'un barreau transparent, ledit barreau s'étendant selon un axe longitudinal et présentant une pluralité de décrochements arrières échelonnés à la fois le long dudit axe et selon la hauteur du barreau, ces décrochements définissant des facettes réfléchissantes orientées de façon oblique par rapport à cet axe longitudinal, les facettes coopérant en outre optiquement avec des lentilles de projection disposées en sortie du barreau optique, sur le trajet des faisceaux élémentaires réfléchis par lesdites facettes, caractérisé en ce qu'au moins une facette présente plusieurs portions de réflexion qui sont d'orientations différentes, ces orientations étant telles que le faisceau élémentaire reçu par ladite facette est conformé par réflexion sur celle-ci de façon que le faisceau unique en sortie dudit dispositif d'éclairage ou de signalisation présente des caractéristiques d'homogénéité et de forme correspondant à la fonction dudit dipositif. Selon un autre aspect de l'invention, la face avant du barreau optique présente au moins un décrochement en regard d'une facette, ce décrochement définissant pour le faisceau élémentaire réfléchi par cette facette un plan de sortie qui est perpendiculaire à l'axe optique de ladite facette et parallèle à la lentille de cette facette. L'invention concerne également un véhicule, notamment automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de ce type disposé au voisinage d'une zone de la carrosserie qui présente une forme générale courbe, l'axe du barreau optique étant incliné par rapport à un plan perpendiculaire à la direction générale d'avancement du véhicule, de sorte que l'espace entre ledit barreau optique et la forme générale de la carrosserie est minimisé. L'invention concerne en outre un barreau optique d'un tel dispositif. Elle concerne aussi un projecteur de véhicule automobile à éclairage à coupure, notamment du type en V. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: les figures 1 et 2 représentent schématiquement selon deux plans de coupes axiales et perpendiculaires un projecteur de véhicule automobile conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention; 20. la figure 3 est une représentation en perspective d'un barreau optique d'un projecteur conforme à un autre mode de réalisation possible de l'invention; les figures 4a et 4b sont deux représentations en coupe de deux facettes du barreau optique de la figure 3; les figure 5a et 5b sont des représentations schématiques respectivement d'un barreau optique permettant de réaliser un éclairage de coupure et de la projection, sur un écran normalisé à 25 mètres, d'un faisceau de croisement, obtenu avec un tel barreau optique; les figures 6a et 6b sont des représentations analogues à celles des figures 5a et 5b, pour une variante de barreau optique possible; 35. les figures 7a à 7c sont des vues en coupe illustrant plusieurs structures permettant d'obtenir une image nette à l'infini; la figure 8 illustre la disposition d'un projecteur conforme à l'invention par rapport à la face avant d'un véhicule automobile. Le projecteur représenté sur les figures i et 2 comporte une source 1, un réflecteur 2 et un barreau optique 3. Dans cet exemple particulier, le réflecteur 2 est de type elliptique. La source 1 est disposée à proximité d'un des foyers (référencé par fl) dudit réflecteur elliptique 2. Le barreau optique 3 est un élément transparent de forme générale parallélépipédique, qui s'étend selon un axe référencé par A. Cet axe A passe par les deux foyers fl et f2 du réflecteur elliptique 2. L'extrémité d'entrée de ce barreau optique 3 est située au voisinage du foyer f2. Ce barreau optique 3 comporte sur sa face arrière (face opposée à sa face de sortie de la lumière) une pluralité de décrochements transversaux qui s'étendent de façon oblique par rapport à l'axe A. Ces décrochements définissent sur le barreau 3 une pluralité de facettes F réfléchissantes. Ces facettes F sont échelonnées en étant décalées les unes par rapport aux autres à la fois selon l'axe A et selon la hauteur du barreau 3. Pour augmenter l'effet de réflexion, il est possible de disposer sur ces facettes F un revêtement réfléchissant (non représenté). Il est disposé à l'extérieur du barreau, en regard de chaque facette F, une lentille dioptrique 4 (figure 2) destinée à projeter le faisceau élémentaire (référencé par E) réfléchi par cette facette F. Conformément à l'invention, les facettes F de réflexion ne sont pas nécessairement planes. Certaines présentent des géométries qui sont travaillées de façon que le faisceau lumineux global en sortie du projecteur présente une homogénéité et une forme qui corresponde à la fonction désirée: éclairage route, éclairage de croisement à coupure en V, éclairage anti- brouillard, etc. On a porté sur les figures 1 et 2 les axes OX, OY, OZ d'un repère de référence, dont l'axe OX est confondu avec l'axe A et dont l'axe OZ correspond à la direction d'éclairement du barreau 3. Lorsque le projecteur équipé de ce barreau est en place sur un véhicule, l'axe OY est vertical, l'axe OX et l'axe OZ étant par exemple, mais non nécessairement, horizontaux. On a illustré sur la figure 2 deux exemples de configurations possibles pour les facettes F, qui permettent de concentrer la lumière qu'elles réfléchissent dans le plan défini par les axes OX et OZ, c'est-à-dire horizontalement. La facette F1 du barreau 3 est un dièdre dont les deux segments plans juxtaposés ont été référencés par Fll et F12. Ces deux segments Fll et F12 sont parallèles à l'axe OY. Le segment Fll est en arrière du segment F12. L'angle entre le segment Fll et l'axe A (ou OX) a été référencé par a1l et est inférieur à 45 ; l'angle entre le segment F12 et ledit axe A a été référencé par a12 et est compris entre 45 et 90 . De façon plus générale, ainsi qu'illustré par la facette F2 représentée sur cette figure 2, une facette F peut se décomposer en n segments plans. Pour la facette F2, ces segments ont été référencés de F21 à F2n. Ces différents segments F21 à F2n sont tous parallèles à l'axe OY et sont juxtaposés les uns aux autres dans la largeur du barreau 3. Ils présentent des orientations différentes par rapport à l'axe A (axe OX). Les angles entre l'axe A et ces différents segments F21 à F2n ont été référencés respectivement par a21 à a2n. Ils sont croissants à partir du segment F21 situé à l'arrière du barreau 3. L'angle a21 est compris entre 0 et 45 . L'angle a2n est compris entre 45 et 90 . La facette F2 ainsi définie présente une forme concave. Les deux facettes F1 et F2 qui viennent d'être décrites permettent chacune de concentrer horizontalement le faisceau élémentaire qu'elles réfléchissent. Il est bien entendu également possible, ainsi qu'on l'a illustré sur les figures 3, 4a et 4b, d'adapter la configuration d'une facette F d'un barreau optique conforme à l'invention de façon à concentrer verticalement le faisceau élémentaire réfléchi par cette facette. Le barreau optique 13 représenté sur la figure 3 comporte deux facettes, référencées par F3 et F4, présentant chacune une configuration permettant de réaliser une concentration verticale. La facette F3 est un dièdre concave présentant dans sa hauteur deux segments plans F31 et F32, qui sont juxtaposés et qui sont parallèles à l'axe OZ. Ainsi que représenté sur la figure 4a qui représente la facette F3 en coupe, ces deux segments plans F31 et F32 présentent des orientations de sens opposés par rapport à l'axe OY (axe vertical). L'angle a32 entre le segment F32 (qui correspond au segment supérieur de la facette F3) et l'axe OY est inférieur à 5 . La facette F4 illustre une configuration concave à n segments référencés de F41 à F4n. Ces n segments F41 à F4n sont juxtaposés les uns aux autres dans la hauteur de la facette F4 (c'est-à-dire selon la direction de l'axe OY). Ainsi que représenté sur la figure 4b, l'angle entre les segments F41 à F4n et l'axe OY est croissant dans la hauteur de la facette F4 à partir du segment inférieur F41. L'angle a41 entre l'axe OY et le segment F41 est positif; l'angle a4n entre l'axe OY et le segment F4n est inférieur à 10 . Avec une telle configuration, la lumière réfléchie par la facette F4 est concentrée vers le bord inférieur de la face de sortie du barreau optique 3. On notera que, dans les différents exemples qui viennent d'être décrits, les dimensions des segments sont choisies en fonction du type d'éclairage à réaliser. D'autres configurations sont possibles pour les facettes F. Notamment, il est bien entendu possible de combiner des configurations permettant de réaliser une concentration horizontale et des configurations permettant de réaliser une concentration verticale. Egalement, les facettes peuvent présenter des surfaces de réflexion présentant une courbure continue (ce qui correspond au cas d'un nombre infini de segments plans). L'invention est avantageusement mise en oeuvre pour réaliser un éclairage à coupure, et par exemple un éclairage de croisement à coupure en V. On pourra par exemple utiliser un barreau 103 du type de celui représenté sur la figure 5a. Ce barreau 103 présente cinq facettes échelonnées référencées de F101 à F105 qui sont du type des facettes précédemment décrites. On a représenté sur la figure 5b les lignes isolux de l'éclairage E100 que réalise un projecteur équipé d'un tel barreau 103 sur un écran normalisé situé à 25 m. Cet éclairage E100 est défini par la superposition de cinq images lumineuses E101 à E105 renvoyées respectivement par ces cinq facettes F101 à F105. L'image E101 renvoyée par la facette F101 définit la largeur gauche de l'éclairage. L'image E102 renvoyée par la facette F102 définit la largeur droite de l'éclairage. L'image E103 renvoyée par la facette F103 est une image centrale de confort. Les deux images lumineuses E104 et E105 renvoyées par les facettes F104 et F105 sont des images de coupure qui se superposent pour réaliser un secteur orienté à 15 par rapport à l'horizontale. Un autre exemple de réalisation est encore illustré sur les figures 6a et 6b. Le barreau 203 représenté schématiquement sur la figure 6a comporte six facettes référencées de F201 à F206 du type qui vient d'être décrit. On a représenté sur la figure 6b l'éclairage E200 réalisé par la superposition des six images lumineuses E201 à E206 renvoyées respectivement par ces six facettes F201 à F206. Ainsi qu'on peut le voir sur cette figure 6b, l'éclairage E200 est constitué: d'une image lumineuse de largeur gauche E201 renvoyée par la facette F201, d'une image lumineuse de largeur droite E202 renvoyée par la facette F202, d'une image lumineuse de confort gauche E203 renvoyée par la facette F203, d'une image lumineuse de confort droit E204 renvoyée par la facette F204, 30. de deux images lumineuses de coupure E205 et E206 renvoyées par les facettes F205 et F206, ces deux images E205 et E206 se superposant pour réaliser un secteur orienté à 15 . Le décalage latéral des images des facettes F les unes par rapport aux autres s'obtient par ajustement de l'orientation générale de chaque facette par rapport à l'axe principal A de son barreau optique, ainsi que par ajustement de la position du dioptre 4 qui reçoit le faisceau renvoyé par cette facette F. On notera que, pour obtenir une image nette à l'infini, il est important que pour chaque facette F le plan de sortie soit, ainsi qu'on l'a illustré sur les figures 7a à 7c, perpendiculaire à la direction optique de sortie du faisceau renvoyé par la facette F et parallèle au plan d'entrée de la lentille 4 correspondant à ladite facette F. Sur la figure 7a, la facette F présente une orientation générale à 45 par rapport à l'axe A de son barreau 303. En regard de cette facette F, la face de sortie du barreau 303 est parallèle à l'axe A et à la lentille dioptrique 304 correspondante. Le changement d'axe optique au niveau de cette facette F est de 90 . On a illustré sur les figures 7b et 7c des structures de barreau 303, qui permettent un changement d'axe optique différent de 90 (le changement d'axe est alors préférentiellement compris entre 65 et 115 ). Le barreau optique 303 y est conformé de façon à présenter en regard des facettes F, dont l'inclinaison par rapport à l'axe A est différente de 45 , des décrochements 305 définissant pour le barreau 303 des plans de sortie 305a qui sont perpendiculaires à l'axe optique principal de ces facettes F et parallèles aux lentilles 304 correspondantes. La configuration représentée sur la figure 7b correspond à un changement d'angle au niveau de la facette F inférieur à 90 . La configuration représentée sur la figure 7c correspond à un angle de changement d'axe optique supérieur à 90 . Un barreau optique du type de ceux qui viennent d'être décrits présente l'avantage d'être d'un encombrement réduit: il est d'une longueur (axe OX) comprise entre 150 et 250 mm, d'une largeur (axe OZ) comprise entre 10 et 30 mmn, et d'une hauteur (axe OY) comprise entre 10 et 30 mm. Le dispositif d'éclairage complet est d'une longueur comprise entre 200 et 350 mm, d'une largeur comprise entre 50 et 100 mm et d'une hauteur comprise entre 30 et 60 mm. La structure qui vient d'être décrite s'adapte en outre aisément à toutes configurations de carrosserie. En particulier, on a illustré sur la figure 8, l'intégration d'un projecteur 400 conforme à l'invention sur la face avant C d'une carrosserie de véhicule automobile présentant une forme générale courbe. L'axe A de son barreau optique 403 est alors avantageusement incliné d'un angle y par rapport à un plan perpendiculaire à la direction D du mouvement du véhicule, de sorte que l'espace entre le barreau et ladite face avant C est minimisé. L'orientation générale des facettes F est alors différente de 45 par rapport à l'axe A. Le barreau 403 présente en regard de ces facettes F des décrochements 405 définissant des faces de sortie qui sont, avec les lentilles 404, perpendiculaires à la direction d'avancement du véhicule. Comme on l'aura noté, ce dernier aspect est indépendant de l'aspect principal de l'invention et pourra être mis en oeuvre également dans le cas de barreaux optiques dont toutes les facettes sont planes. L'invention a été ici décrite pour un projecteur de véhicule automobile. Elle s'applique bien entendu à tout dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule, notamment automobile et en particulier à des feux arrière de signalisation. il REVENDICATIONS 1. Dispositif d'éclairage ou de signalisation de véhicule, notamment automobile, comportant une source lumineuse (1) et des moyens (2) pour concentrer le rayonnement de cette source (1) sur une extrémité d'entrée d'un barreau transparent (3, 13, 103, 203, 303, 403) ledit barreau s'étendant selon un axe longitudinal (A) et présentant une pluralité de décrochements arrières échelonnés à la fois le long dudit axe (A) et selon la hauteur du barreau, ces décrochements définissant des facettes réfléchissantes (F) orientées de façon oblique par rapport à cet axe longitudinal (A), les facettes (F) coopérant en outre optiquement avec des lentilles de projection (4, 304, 404) disposées en sortie du barreau optique, sur le trajet des faisceaux élémentaires (E) réfléchis par lesdites facettes, caractérisé en ce qu'au moins une facette (F1, F2, F3, F4, F101,..., F105; F201, F206) présente plusieurs portions de réflexion (Fll, F12; F21,..., F2n; F31, F32; F41,...,F4n) qui sont d'orientations (ail, a12; a21,. a2n; a31, a32; ca41,..., a4n) différentes, ces orientations étant telles que le faisceau élémentaire reçu par ladite facette est conformé par réflexion sur celle-ci de façon que le faisceau unique en sortie dudit dispositif d'éclairage ou de signalisation présente des caractéristiques d'homogénéité et de forme correspondant à la fonction dudit dipositif. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de réflexion définie par une telle facette (F) est concave et concentre horizontalement et/ou verticalement le faisceau élémentaire (E) qu'elle réfléchit. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une facette (F) présente une pluralité de segments plans juxtaposés qui définissent les portions d'orientations différentes. 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3 prises en combinaison, caractérisé en ce que la facette (F1, F2) présente plusieurs segments plans (F11, F12; F21,..., F2n) qui sont juxtaposés dans la largeur du barreau et qui concentrent horizontalement le faisceau élémentaire réfléchi par la facette, l'angle entre un segment plan et l'axe longitudinal du barreau étant croissant de l'arrière vers l'avant du barreau, cet angle étant compris entre 45 et 90 pour celui (F12) de ces segments qui se trouve à l'avant du barreau et étant compris entre 0 et 45 pour celui (F11) de ces segments qui se trouve à l'arrière du barreau. 5. Dispositif selon les revendications 2 et 3 prises en combinaison, caractérisé en ce que la facette (F3, F4) présente plusieurs segments plans (F31, F32; F41,...., F4n) qui sont juxtaposés dans la hauteur du barreau et qui concentrent verticalement le faisceau élémentaire réfléchi par la facette. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la facette (F3) comporte deux segments (F31, F32) juxtaposés dans sa hauteur, ces deux segments présentant des inclinaisons de sens opposé par rapport à un axe vertical du barreau, l'angle entre le segment supérieur (F32) et ledit axe étant inférieur à 5 . 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle entre un segment et un axe vertical du barreau est croissant à partir du segment inférieur (F41) vers le segment supérieur (F4n) et est inférieur à 10 . 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face avant du barreau optique présente au moins un décrochement (305, 405) en regard d'une facette (F), ce décrochement définissant pour le faisceau élémentaire réfléchi par cette facette un plan (305a) de sortie qui est perpendiculaire à l'axe optique de ladite facette (F) et parallèle à la lentille (304, 404) de cette facette. 9. Véhicule, notamment automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon la revendication 8 disposé au voisinage d'une zone (C) de la carrosserie qui présente une forme générale courbe, l'axe (A) du barreau optique étant incliné (400) par rapport à un plan perpendiculaire à la direction générale d'avancement du véhicule, de sorte que l'espace entre ledit barreau optique (400) et la forme générale (C) de la carrosserie est minimisé. 10. Barreau optique transparent s'étendant selon un axe longitudinal (A) et présentant une pluralité de décrochements arrières échelonnés à la fois le long dudit axe (A) et selon la hauteur du barreau, ces décrochements définissant des facettes réfléchissantes (F) orientées de façon oblique par rapport à cet axe longitudinal (A), caractérisé en ce qu'au moins une facette (F1, F2, F3, F4; F101,..., F105; F201,..., F206) présente plusieurs portions de réflexion (F11, F12; F21,..., F2n; F31, F32; F41,...,F4n) qui sont d'orientations (all, a12; a21, a2n; a31, a32; a41,..., a4n) différentes, ces orientations étant telles que dans un dispositif d'éclairage ou de signalisation de véhicule selon la revendication 1, le faisceau élémentaire reçu par une telle facette est conformé par réflexion sur celle-ci de façon que le faisceau unique en sortie dudit dispositif d'éclairage ou de signalisation présente des caractéristiques d'homogénéité et de forme correspondant à la fonction dudit dipositif. 11. Projecteur de véhicule automobile à éclairage à coupure, caractérisé en ce qu'il consiste en un dispositif selon l'une des revendications 1 à 8. 12. Projecteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que son barreau optique (103, 203) comporte au moins une facette (F104, F105; F205, F206) dont les différentes portions sont orientées de façon à définir au moins partiellement une coupure de type en V5 pour le faisceau unique en sortie du projecteur.