Brevet FR2796130A1 — publié le 20010112

La présente invention concerne d'une façon générale les feux de signalisation de véhicules automobiles. De façon conventionnelle un feu de signalisation comprend une source lumineuse, typiquement le filament d'une lampe à incandescence, et des moyens optique-, destinés à amener le flux lumineux émis par la source à se propager en satisfaisant à une grille photométrique réglementaire. Selon le type de fonction de signalisation, cette grille présente une étendue minimum bien déterminée en hauteur et en largeur, et la lumière doit être répartie de façon essentiellement homogène dans cette grille. Pour atteindre ces objectifs, il est classique que les moyens optiques comprennent un récupérateur de flux, tel qu'une lentille de Fresnel ou un miroir parabolique focalisé sur la source, et des moyens de diffusion de la lumière par réfraction, tels que des motifs en forme de stries ou de billes sphériques ou toriques prévus en général sur la surface interne du voyant du feu. Ces moyens optiques, s'ils donnent satisfaction pour réaliser les fonctions lumineuses recherchées, donnent en général un aspect irrégulier au feu lorsqu'il est éteint et observé de l'extérieur. En outre, on comprend aisément qu'ils nécessitent un travail de conception particulièrement important, de l'étude théorique de la photométrie jusqu'à la fabrication du moule destiné à former l'élément optique considéré. On connaît certes des techniques destinés à améliorer d'une part l'homogénéité du faisceau engendré par un dispositif d'éclairage ou de signalisation, et d'autre part son aspect lorsqu'il est éteint. L'une de ces techniques consiste à dépolir la surface du miroir récupérateur de flux associé à la lampe, et/ou le voyant ou glace du dispositif. En particulier, lorsqu'un tel dépoli est formé sur la face externe d'un voyant, il masque dans une certaine mesure les reliefs de déviation par réfraction formés sur sa face interne. Un tel dépoli est toutefois désavantageux en ce qu'il nécessite un travail supplémentaire sur la pièce concernée, ce qui grève le coût de revient du dispositif. En outre, un tel dépoli, lorsqu'il est formé sur la face interne d'un voyant de feu, peut se trouver altéré par exemple par l'encrassement du moule, ou au contraire parce que le degré de dépoli peut s'amenuiser au fil du temps (usure du moule). Enfin un tel dépoli est difficile à ajuster précisément aux contraintes du feu de signalisation en termes de photométrie ou d'homogénéité d'aspect. La présente invention a pour premier objet de pallier ces limitations de l'état de la technique. P1 ; précisément, la présente invention se propose en premier de réaliser des feux de signalisation dont l'aspect extérieur, lorsqu'ils sont éteints, soit tout à fait homogène, et ceci sans avoir à effectuer un quelconque traitement de dépolissage, et d'autre part de simplifier considérablement la forme, et donc la conception et le moulage, des pièces optiques assurant la diffusion de la lumière. Ainsi la présente invention propose un dispositif d'éclairage ou de signalisation pour véhicule automobile, comprenant une source lumineuse coopérant avec des moyens optiques de diffusion de la lumière, caractérisé en ce que les moyens de diffusion de la lumière comprennent une plaque apte à être traversée par la lumière issue de la source, dont la masse est réalisée en un premier matériau transparent possédant un premier indice de réfraction et dans laquelle sont noyées des inclusions en un second matériau transparent possédant un second indice de réfraction différent du premier. Des aspects préférés, mais non limitatifs, du dispositif selon l'invention sont les suivants - lesdites inclusions sont de forme généralement sphérique. - lesdites inclusions ont une taille comprise entre environ 0,1 um et 100 um. - lesdites inclusions occupent une proportion du poids de la plaque comprise entre 0,05 et 5%. - le premier matériau est un polyméthyl- méthacrylate, et le seconde matériau est choisi dans le groupe comprenant les copolymères de la famille des polyacrylates. - le premier matériau et le second matériau sont incolores. - le premier matériau est teinté et le second matériau est incolore. - le premier matériau et le second matériau sont teintés. - ladite plaque possède sur l'une de ses faces des reliefs de déviation de la lumière par réfraction. - ladite plaque constitue une glace, globe ou voyant du dispositif. - le dispositif constitue un feu de signalisation extérieure du véhicule. - le dispositif constitue un dispositif d'éclairage intérieur du véhicule. - le dispositif constitue un dispositif de signalisation pour le conducteur du véhicule. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en perspective illustrant le comportement d'une glace transparente conventionnelle à faces lisses traversée par un pinceau lumineux étroit, la figure 2 est une vue schématique en perspective illustrant le comportement d'une glace transparente à faces lisses réalisée selon la présente invention, traversée par le même pinceau lumineux, la figure 3 est une vue en coupe à échelle agrandie de la glace à faces lisses illustrée sur la figure 2, la figure 9 est un diagramme illustrant le comportement d'un exemple concret d'une glace à faces lisses selon l'invention en termes d'angles de diffusion de la lumière incidente, la figure 5 est une vue schématique en coupe axiale d'un feu de signalisation équipé d'une glace selon la présente invention, et la figure 6 est une vue schématique en perspective d'un feu de signalisation équipé d'une autre forme de glace selon l'invention. en référence tout d'abord à la figure 1, on a représenté une glace transparente conventionnelle G, dont les faces interne et externe FI, FE sont lisses et parallèles. La glace est réalisée par exemple en polyméthyl-méthacrylate, et présente une épaisseur de quelques millimètres. Un pinceau lumineux P incident orthogonalement sur la face interne de la glace est laissé sensiblement intact par celle-ci, et l'allure du pinceau en sortie est illustré sur la grille photométrique représentée en partie droite de la figure 1. On comprend qu'une telle glace conventionnelle, à face lisses polies, n'a aucun pouvoir diffusant autre que celui - minime - dû à des imperfections dans sa réalisation, et c'est par des aménagements réfringents prévus sur au moins l'une de ses faces que l'on étale la lumière pour remplir convenablement la grille photométrique. En référence maintenant aux figures 2 et 3, une glace (ou autre élément optique, tel que plaque optique intermédiaire) selon l'invention est réalisée par moulage d'une matière plastique, telle que le polyméthyl- méthacrylate, â laquelle on a ajouté des inclusions d'une autre matière transparente présentant un indice de réfraction différent de celui du polyméthyl-méthacrylate. Ces inclusions adoptent de préférence la forme de billes généralement sphériques d'un diamètre compris entre une fraction de micromètre et quelques dizaines de micromètres, et sont incorporées dans le polyméthyl- méthacrylate soit lors de la fabrication des blocs destinés à être fondus pour réaliser le moulage de la glace, soit immédiatement en amont de l'équipement de moulage, dans une proportion allant par exemple de 0,05 à 5$ du poids total de la glace. Avantageusement, ces inclusions présentent unc structure multicouche, avec un noyau et une ou plusieurs couches externes successives, la couche externe ou enveloppe étant composée de polyméthyl-méthacrylate non réticulé et le noyau et les éventuelles couches intermédiaires étant réalisées en copolymère(s) de la famille des polyacrylates. Plus généralement, il est souhaitable que le rapport entre les indices de réfraction de la masse de la glace et de ces inclusions soit compris entre environ 0, 93 et 1, 02 ; dans ce même temps, ce rapport doit bien entendu être différent de 1, et l'écart arithmétique An entre les deux indices est avantageusement supérieur à 0,01. La figure 3 illustre en détail le comportement de la lumière au sein d'une telle glace, désignée par la référence 10 et dont les faces d'entrée et de sortie sont désignées respectivement par 11 et 12. La masse de polyméthyl-méthacrylate est indiquée en 13, et les inclusions en 14. Un ensemble de trois rayons lumineux parallèles et rapprochés R1, R2 et R3 rencontrent l'une des inclusions 14 et, compte-tenu des différentes inclinaisons des dioptres situés à l'interface entre la masse de la glace 13 et l'inclusion 14, ces rayons adoptent des déviations différentes, comme illustré. On comprend donc qu'en multipliant de telle inclusions, avec une densité appropriée, au sein de la glace, on a obtenir en sortie un rayonnement diffusé de façon multidirectionnelle, avec une homogénéité d'autant plus grande que les inclusions vont être petites et nombreuses. Ainsi la figure 2 illustre la diffusion de la lumière dans un cône C dont le demi-angle au sommet dépend pour l'essentiel de la densité et de la taille des inclusions, et des indices de réfraction respectifs de la masse de la glace et des inclusions. I1 en résulte sur la grille photométrique illustrée dans la partie droite de la figure 2 une tache lumineuse essentiellement circulaire, occupant ici une partie substantielle de la hauteur de la grille. On notera ici que, compte-tenu de l'épaisseur de la glace 10 et de la taille des inclusions 14, les rayons vont se trouver globalement déviés par de multiples déviations sur des inclusions successives, ce qui contribue à une bonne homogénéité de la diffusion. Ainsi la figure 4 montre un exemple de répartition angulaire en sortie de la glace G, avec une glace à faces lisses de 3 mm d'épaisseur, une concentration en inclusions de 1$ en poids, un diamètre des inclusions compris dans la gamme allant de 1 à 10 um, et un rapport entre les indices de réfraction de la masse de la glace et des inclusions égal à 0,98. Dans le cas où les paramètres en jeu sont tels que les déviations maximales en direction horizontale et verticale assurées au sein de la glace sont suffisantes pour remplir la grille photométrique imposée, alors la glace peut présenter des faces lisses et polies. Un exemple schématique d'un feu incorporant une telle glace est illustré sur la figure 5. Il comprend une lampe 20 munie d'un filament incandescent 21 situé dans la région du foyer d'un miroir parabolique 30 récupérateur de flux. Ce dernier dirige un rayonnemeiiL essentiellement parallèle sur la face d'entrée 11 d'une glace 10 à faces lisses réalisée comme décrit ci-dessus. En sortie de la glace, le faisceau diffusé remplit convenablement la grille photométrique. On notera ici que, lorsque le rayonnement en sortie du feu doit être coloré, cette coloration peut être donnée par exemple par le bulbe 22 de la lampe 20, par la masse 13 de la glace 10, teintée de façon appropriée, ou encore par un écran intermédiaire interposé entre le miroir 30 et la glace 10. I1 est intéressant d'observer à ce sujet que, lorsqu'un feu de signalisation selon l'invention est éteint, la glace réalisée comme décrit plus haut empêche de voir clairement l'espace intérieur du feu. De la sorte, un élément teinté destiné à donner sa couleur spécifique au faisceau lumineux à engendrer sera peu perceptible de l'extérieur, pour ainsi réaliser un feu d'aspect extérieur essentiellement incolore, comme peuvent fréquemment le souhaiter les stylistes. La figure 6 illustre une autre forme de réalisation de l'invention, selon laquelle on combine dans une même glace 10 des inclusions de diffusion telles que décrites plus haut et des aménagements de déviation de la lumière par réfraction, ici au niveau de la face d'entrée 11 de la glace. Dans le présent exemple, il s'agit d'aménagements toriques 111 destinés à réaliser en propre un étalement qui se combine à la diffusion réalisée par les inclusions. Ainsi le faisceau obtenu va résulter de la combinaison des déviations réalisées au niveau des tores 111 de la face d'entrée 11 et au niveau des inclusions 14. Et du fait qu'une partie de la déviation est assurée par les inclusions, les tores 111 peuvent être sensiblement moins marqués en termes de rayons de courbure que dans le cas d'une glace conventionnelle, où ces tores doivent effectuer eux mêmes tout le travail sur le rayonnement incident généralement parallèle. On comprend qu'un tel feu va présenter une très bonne homogénéité, aussi bien pour ce qui concerne lumière émise au niveau de sa plage éclairante lorsqu'il est allumé que l'aspect de sa plage éclairante lorsqu'il est éteint. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et représentées, mais l'homme du métier saura y apporter de nombreuses variantes et modifications. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'éclairage ou de signalisation pour véhicule automobile, comprenant une source lumineuse (21) coopérant avec des moyens optiques (10) de diffusion de la lumière, caractérisé en ce que les moyens de diffusion de la lumière comprennent une plaque (10) apte à être traversée par la lumière issue de la source, dont la masse (13) est réalisée en un premier matériau transparent possédant un premier indice de réfraction et dans laquelle sont noyées des inclusions en un second matériau transparent (14) possédant un second indice de réfraction différent du premier. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites inclusions (14) sont de forme généralement sphérique. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites inclusions (14) ont une taille comprise entre environ 0,1 um et 100 um. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites inclusions (14) occupent une proportion du poids de la plaque comprise entre 0,05 et 5$. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier matériau est un polyméthyl-méthacrylate, et en ce que le seconde matériau est choisi dans le groupe comprenant les copolymères de la famille des polyacrylates. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier matériau et le second matériau sont incolores. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier matériau est teinté et le second matériau est incolore. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier matériau et le second matériau sont teintés. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite plaque (10) possède sur l'une (11) de ses faces des reliefs (111) de déviation de la lumière par réfraction. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite plaque (10) constitue une glace, globe ou voyant du dispositif. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il constitue un feu de signalisation extérieure du véhicule. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il constitue un dispositif d'éclairage intérieur du véhicule. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 â 10, caractérisé en ce qu'il constitue un dispositif de signalisation pour le conducteur du véhicule.