Brevet FR2772112A1 — publié le 19990611

La présente invention concerne d'une façon générale les feux de signalisation de véhicules automobiles, et plus particulièrement un nouveau procédé de fabrication d'un feu de signalisation permettant de conférer à celui- ci une plage éclairante dont l'intensité lumineuse puisse être contrôlée avec précision, notamment pour être percue comme homogène par l'oeil de l'observateur dans une partie substantielle de celle-ci. On connaît déjà par le document FR-A-2 614 969 un feu de signalisation comprenant une source lumineuse unique, un ballon de traitement de la lumière entourant la lampe relativement étroitement, et une glace ou voyant s'étendant généralement dans un plan. Le ballon est conçu pour modifier la répartition angulaire homogène de la lumière émise par la lampe tout autour d'elle en une répartition homogène de la lumière en termes linéaires le long d'au moins une direction du voyant. Le voyant comporte quant à lui des éléments optiques en forme de stries définissant par exemple des échelons d'une lentille de Fresnel cylindrique, destinées à redresser la lumière issue du ballon vers la plage de signalisation recherchée, déterminée en général par les règlements. Ainsi ce feu de signalisation connu présente une répartition de la lumière en sortie de voyant plus homogène qu'un feu dépourvu de ballon, dans lequel les zones du voyant les plus proches de la lampe reçoivent par unité de surface une quantité de lumière sensiblement plus importante que les zones du voyant éloignées de ladite lampe. Toutefois, ce feu de signalisation selon FR-A-2 614 969 présente les qualités d'homogénéité recherchées seulement lorsque le voyant est essentiellement plan, et rien n'indique ou ne suggère dans ce document comment traiter le cas o le voyant est galbé, ce qui est de plus en plus fréquemment recherché dans les véhicules automobiles modernes. En outre, il apparaît que les stries formées sur le voyant peuvent présenter, selon le redressement qu'ils sont à même d'assurer, des coefficients de transmission de la lumière qui peuvent varier dans une large mesure. Ceci contribue également à donner à un feu de signalisation connu du type à ballon, malgré le travail effectué par ce dernier, une homogénéité qui reste perfectible. La présente invention vise à pallier ces limitations de l'état de la technique et à réaliser un feu de signalisation qui puisse comporter un voyant présentant un galbe important et des aménagements de déviation optique présentant des coefficients de transmission sensiblement différents les uns des autres, tout en présentant au niveau dudit voyant une homogénéité d'éclairement qui puisse être bien contrôlée, et qui en particulier puisse être homogène sur une large étendue. Ainsi la présente invention propose un feu de signalisation pour véhicule automobile, comprenant une source lumineuse, une plaque optique possédant des aménagements optiques aptes à redresser la lumière issue de la région de la source pour qu'elle se propage avec une direction moyenne généralement parallèle à un axe optique horizontal, ainsi qu'un ballon récupérateur et répartiteur de flux interposé entre la source et la plaque optique et apte à assurer une répartition donnée de la lumière sur la surface interne de la plaque optique dans au moins une direction donnée, caractérisé en ce que la plaque optique est galbée et possède des aménagements optiques présentant des coefficients de transmission de la lumière différents les uns des autres, et en ce que le ballon assure une répartition donnée de la lumière qui tient compte desdits coefficients de transmission différents de manière à obtenir une évolution de l'éclairement en sortie de ladite plaque, selon ladite direction donnée, qui réponde à une loi prédéterminée. Avantageusement, lesdits aménagements optiques possèdent des coefficients de transmission qui évoluent par sauts en fonction de leur position selon ladite direction donnée, et la répartition donnée de la lumière par le ballon évolue également par sauts selon ladite direction donnée. En outre, il est préférable, dans une forme de réalisation particulière, que dans au moins une zone de ladite plaque, les coefficients de transmission des aménagements optiques varient progressivement et que dans ladite zone, la répartition donnée de la lumière soit apte à compenser cette variation progressive de manière à assurer dans cette zone un niveau d'éclairement essentiellement constant. Selon un autre aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d'un feu de signalisation de véhicule automobile, ce feu comprenant une source lumineuse, une plaque optique galbée possédant des premiers aménagements optiques aptes à redresser la lumière issue de la région de la source pour qu'elle se propage avec une direction moyenne généralement parallèle à un axe optique horizontal, lesdits premiers aménagements optiques possédant différents coefficients de transmission de la lumière, ainsi qu'un ballon récupérateur et répartiteur de flux interposé entre la source et la plaque optique et comportant des seconds aménagements optiques aptes à assurer une répartition donnée de la lumière sur la surface interne de la plaque optique dans au moins une direction donnée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - établir une loi d'évolution des coefficients de transmission desdits aménagements optiques en fonction d'au moins une de leurs coordonnées sur la plaque optique, - établir une loi souhaitée d'évolution de l'éclairement du feu en fonction de la ou desdites coordonnées sur la plaque optique, - établir par combinaison desdites lois une relation entre l'orientation d'un rayon issu de la source et incident sur lesdits seconds aménagements optiques et ladite coordonnée au moins, - définir la géométrie desdits seconds aménagements optiques en fonction de ladite relation, - fabriquer en utilisant ladite géométrie un moule pour ledit ballon, et - mouler le ballon à l'aide dudit moule. L'étape de définition consiste avantageusement à définir en succession une pluralité de seconds aménagements optiques adjacents en fonctions des lois de la réfraction et/ou de la réflexion totale. De façon préférée, ladite relation est: s = kl(s).k2(s).O o s est une coordonnée curviligne de la plaque galbée; kl(s) est ladite loi d'évolution de l'éclairement; k2(s) est ladite loi d'évolution des coefficients de transmission; et 0 est un angle, mesuré par rapport à une référence, définissant ladite orientation d'un rayon issu de la source. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en coupe horizontale d'un feu de signalisation selon la présente invention, la figure 2 est une vue schématique en coupe verticale du feu de signalisation de la figure 1, la figure 3 est une vue en perspective d'un ballon de traitement optique appartenant au feu de signalisation des figures 1 et 2, les figures 4a à 4c sont des vues de détail illustrant trois types d'aménagements optiques d'une plaque intermédiaire d'un feu de signalisation selon l'invention et leurs comportements optiques respectifs, et les figures 5a à 5d illustrent différents comportements optiques de feux de signalisation de l'invention en matière d'éclairement de leur plage éclairante. En référence aux figures 1 à 3, on a représenté un feu de signalisation qui comprend un boîtier ou socle 40 fermé par une glace ou voyant 50, une lampe 10 à filament incandescent 12 montée dans le socle, une plaque optique intermédiaire 20 s'étendent essentiellement le long du voyant et un ballon de traitement optique 30 généralement cylindrique entourant étroitement la lampe 10. On observe ici que le voyant 50 et la plaque 20, qui s'étendent à distance essentiellement constante l'un de l'autre, adoptent une forme galbée, dont la concavité est tournée vers l'intérieur. On observe également que le feu possède une largeur très importante et une hauteur réduite, pour donner lieu à une plage éclairante horizontale très allongée, ce qui est intéressant notamment sur le plan du style et de l'encombrement. Le ballon 30 comporte des aménagements optiques intérieurs, en forme de stries généralement circulaires 34 épousant la face intérieure du ballon, et dont la forme en section verticale correspond à celle d'une lentille cylindrique de Fresnel, ces aménagements étant aptes à redresser les rayons lumineux émis par le filament 12 vers le haut et vers le bas de manière telle qu'ils se propagent dans des plans généralement horizontaux (voir figure 2). Ces aménagements 34 n'ont en revanche sensiblement pas d'effet sur la répartition horizontale du rayonnement. Le ballon 30 comporte sur sa face externe des aménagements 32 destinés à assurer une répartition horizontale déterminée de la lumière en direction de la plaque optique 20, ceci de manière à ce que les variations de l'éclairement du feu horizontalement le long de sa plage éclairante répondent à une loi prédéterminée comme on le verra en détail plus loin. La plaque 20 comporte quant à elle des aménagements optiques soit internes (22), soit externes (23), destinés à redresser la lumière issue du ballon 30 de manière à ce qu'elle se propage avec une direction moyenne parallèle à l'axe du feu, noté x-x, correspondant en général à l'axe longitudinal du véhicule. Selon un aspect essentiel de l'invention, on tient compte d'une part du galbe de la plaque 20, et d'autre part de certaines propriétés de transmission lumineuse par celui-ci, pour réaliser la loi de répartition horizontale de la lumière par les aménagements 32. A cet égard, les figures 4a à 4c illustrent les trois grands types d'aménagements optiques qui peuvent être prévus sur la plaque 20. La figure 4a montre le cas o ces aménagements, notés 22a, consistent en des prismes verticaux prévus sur la face interne de la plaque 20 et destinés à redresser le rayonnement incident par réflexion totale sur leur face 222a, comme illustré. Ce type d'aménagement ne conduit qu'à une faible perte de lumière (de l'ordre de 4%) sur leurs faces d'entrée 221a. En revanche, chaque aménagement est partiellement occulté, vis-à-vis du rayonnement incident, par un élément voisin, si bien que la plaque 20 va comporter en sortie des zones d'ombre ZO correspondant aux parties des faces 222a non exposées au rayonnement. En outre, le coefficient de réflexion interne sur la face 222a peut varier sensiblement selon la géométrie. Ce type d'aménagement convient particulièrement lorsque le rayonnement incident est faiblement incliné par rapport à l'orientation de la plaque. La figure 4b montre un autre type d'aménagement 22b opérant par réfraction. Chaque élément comporte une face d'entrée 221b et une face de dépouille 222b. Comme le montre la figure, seule une partie du rayonnement (champ d'étendue angulaire a) atteint la face d'entrée d'un aménagement 22b, tandis que le reste du rayonnement (ou champ perdu CP) pénètre dans la plaque 20 par la dépouille associée 222b et ne peut participer à la plage éclairante du feu. Il en résulte ici encore un coefficient de transmission propre, qui sera en général inférieur à celui obtenu avec des aménagements opérant par réflexion totale. Ce type d'aménagement est en général utilisé lorsque le rayonnement incident présente par rapport à la plaque une inclinaison intermédiaire. Dans les deux cas ci-dessus, la face externe de la plaque 20 au droit des éléments 22a ou 22b est de préférence lisse. Enfin la figure 4c montre le cas o la face interne de la plaque est lisse, tandis que des aménagements 23c opérant par réfraction sont prévus sur sa face externe, ces aménagements possédant une face active 231c et une dépouille 232c. Par ailleurs, dans les deux exemples ci-dessus o les aménagements opèrent par réfraction, on constate en générale une perte de lumière par réflexion au niveau de la face d'entrée ou de sortie, dont l'importance varie, pour un matériau donné, principalement en fonction des angles d'incidence et de sortie. On comprend donc à la lumière de ce qui précède que chaque aménagement optique prévu sur la plaque 20, selon son type, va présenter un coefficient de transmission de la lumière entre la face d'entrée de la plaque et sa face de sortie qui lui sera propre. Ainsi, avec une plaque 20 de conception donnée, il existe une loi, notée k2(s), qui correspond à l'évolution des coefficients de transmission des différents aménagements optiques 22 ou 23 en fonction de la position horizontale de ces aménagements, position qui est donnée par la variable s qui est l'abscisse curviligne de la plaque 20. Parallèlement, on va fixer une loi souhaitée d'éclairement sur la glace, en direction horizontale, qui détermine, dans la plage éclairante du feu, une évolution de l'éclairement effectif en sortie du voyant 50 en fonction de la même abscisse curviligne s de la plaque , et cette loi est notée kl(s). Des exemples de telles lois sont illustrés sur les figures 5a à 5d, o le niveau d'éclairement E est représenté en fonction de l'abscisse curviligne s. Dans le cas de la figure 5a, cette loi est telle que deux zones de bords Zbl et Zb2 de la plaque 20 possèdent un premier niveau d'éclairement Ni, tandis que la zone centrale Zc de la plaque présente un second niveau d'éclairement N2, égal par exemple au double de Ni. Dans le cas de la figure 5b, le même principe de niveaux d'éclairement variant par paliers est retenu, avec une zone centrale Zc de niveau maximal N3, deux zones intermédiaires Zil et Zi2 de niveau intermédiaire N2 et deux zones de bords Zbl et Zb2 de niveau minimal Ni. La figure 5c illustre quant à elle le cas o l'on recherche une variation progressive du niveau d'éclairement en fonction de l'abscisse curviligne s. Dans cet exemple, un point central de la plaque 20 correspond à un niveau d'éclairement maximal NM, qui décroît graduellement vers un niveau d'éclairement minimal Nm en direction des bords latéraux de la plaque. Enfin la figure 5d illustre le cas o le niveau d'éclairement est essentiellement constant et égal à N sur toute l'étendue horizontale de la plage éclairante. Bien entendu, on peut envisager de nombreux autres types de variations prédéterminées de l'éclairement en fonction de l'abscisse curviligne. Ainsi il est particulièrement avantageux d'utiliser comme loi de variation de l'éclairement une formule du genre: kl(s) = 1/(l+ (s/smax)2) o smax désigne l'abscisse curviligne de l'extrémité de la plage éclairante. l1 Les paramètres ci-dessus étant définis, on définit maintenant la relation: s = kl(s).k2(s).O o 0 représente l'angle du rayon incident sur le ballon par rapport à l'axe x-x. Ainsi l'on détermine, pour chaque valeur de 0, l'abscisse curviligne s que doit atteindre, sur la plaque 20, le rayon une fois dévié par les aménagements 32 du ballon. A partir de ces éléments, on détermine le profil de ces éléments 32. Dans la réalisation la plus simple, les aménagements 32 sont des prismes verticaux dont l'inclinaison de la facette de sortie par rapport à l'angle moyen de la partie de rayonnement incident couverte par cette facette détermine en première approximation la déviation horizontale à donner pour couvrir une zone de la plaque 20 englobant l'abscisse curviligne visée. Les prismes sont définis les uns après les autres, et leurs dépouilles sont ajustées pour minimiser les pertes de flux. Dans une réalisation plus sophistiquée, les aménagements 32 sont des prismes-stries, possédant une face de sortie de lumière de concavité ou de convexité contrôlée. On notera ici que le voyant 50 du feu peut être soit lisse, soit pourvu, de préférence sur sa face interne, d'éléments optiques de diffusion de la lumière tels que des stries, des billes généralement sphériques ou des tares. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et représentées sur les dessins, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. En particulier, bien que l'on ait décrit ci-dessus le cas o le feu comporte une plaque optique intermédiaire 20 et un voyant 50 s'étendant généralement le long l'un de l'autre, il est clair que la plaque 20 pourvue des aménagements 22 ou 23 peut constituer elle- même le voyant du feu. En outre, bien que la description ci-dessus vise spécifiquement le cas o le ballon 30 agit sur la répartition horizontale de la lumière sur une plaque 20 allongée horizontalement, il est bien entendu que la présente invention s'applique également au cas d'une répartition de la lumière sur un voyant allongé dans une direction quelconque, et notamment verticale, ainsi qu'au cas o des répartitions particulières dans deux directions orthogonales sont réalisées. REVENDICATIONS 1. Feu de signalisation pour véhicule automobile, comprenant une source lumineuse (10, 12), une plaque optique (20) possédant des aménagements optiques (22, 23) aptes à redresser la lumière issue de la région de la source pour qu'elle se propage avec une direction moyenne généralement parallèle à un axe optique horizontal (x-x), ainsi qu'un ballon récupérateur et répartiteur de flux (30) interposé entre la source et la plaque optique et apte à assurer une répartition donnée de la lumière sur la surface interne de la plaque optique (20) dans au moins une direction donnée, caractérisé en ce que la plaque optique (20) est galbée et possède des aménagements optiques (22, 23) présentant des coefficients de transmission de la lumière différents les uns des autres, et en ce que le ballon (30) assure une répartition donnée de la lumière qui tient compte desdits coefficients de transmission différents de manière à obtenir une évolution de l'éclairement en sortie de ladite plaque, selon ladite direction donnée, qui réponde à une loi prédéterminée (k2(s)). 2. Feu de signalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits aménagements optiques (22, 23) possèdent des coefficients de transmission qui évoluent par sauts en fonction de leur position (s) selon ladite direction donnée, et en ce que la répartition donnée de la lumière par le ballon évolue également par sauts selon ladite direction donnée. 3. Feu de signalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans au moins une zone de ladite plaque, les coefficients de transmission des aménagements optiques (22, 23) varient progressivement et en ce que, dans ladite zone, la répartition donnée de la lumière est apte à compenser cette variation progressive de manière à assurer dans cette zone un niveau d'éclairement essentiellement constant. 4. Procédé de fabrication d'un feu de signalisation de véhicule automobile, ce feu comprenant une source lumineuse (10, 12), une plaque optique (20) galbée possédant des premiers aménagements optiques (22, 23) aptes à redresser la lumière issue de la région de la source pour qu'elle se propage avec une direction moyenne généralement parallèle à un axe optique horizontal (x-x), lesdits premiers aménagements optiques possédant différents coefficients de transmission de la lumière, ainsi qu'un ballon récupérateur et répartiteur de flux (30) interposé entre la source et la plaque optique et comportant des seconds aménagements optiques (32) aptes à assurer une répartition donnée de la lumière sur la surface interne de la plaque optique (20) dans au moins une direction donnée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - établir une loi (k2(s)) d'évolution des coefficients de transmission desdits aménagements optiques en fonction d'au moins une de leurs coordonnées sur la plaque, - établir une loi souhaitée (kl(s)) d'évolution de l'éclairement du feu en fonction de la ou desdites coordonnées sur la plaque, - établir par combinaison desdites lois une relation entre l'orientation (0) d'un rayon issu de la source et incident sur lesdits seconds aménagements optiques et ladite coordonnée au moins (s), - définir la géométrie desdits seconds aménagements optiques (32) en fonction de ladite relation, - fabriquer en utilisant ladite géométrie un moule pour ledit ballon, et - mouler le ballon (30) à l'aide dudit moule. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de définition consiste à définir en succession une pluralité de seconds aménagements optiques adjacents (32) en fonction des lois de la réfraction et/ou de la réflexion totale. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite relation est: s = kl(s).k2(s).O o s est une coordonnée curviligne de la plaque optique galbée (20); kl(s) est ladite loi d'évolution de l'éclairement; k2(s) est ladite loi d'évolution des coefficients de transmission; et 0 est un angle, mesuré par rapport à une référence, définissant ladite orientation d'un rayon issu de la source.