Brevet FR2815425A1 — publié le 20020419

La présente invention concerne une pièce de matière transparente, et plus particulièrement une lentille de phare de véhicule, qui n'est rien d'autre qu'une pièce de matière transparente, laissant traverser des ondes du domaine du visible et présentant des caractéristiques optiques déterminées. Les lentilles de phares de véhicules sont normalement destinées à être montées devant une source lumineuse à l'intérieur d'un boîtier de phare. Pour modifier ou pour conférer des caractéristiques optiques, notamment de diffraction, d'une pièce de matière transparente ou d'une lentille de phare de véhicule, il est connu de modifier l'état de surface de celles-ci afin de leur conférer un profil ou motif extérieur favorisant la diffraction de la lumière passant à travers la pièce ou la lentille. Ce type de traitement de surface est également utilisé pour des fins purement esthétiques sur des pièces à usage purement décoratif. En d'autres termes, il est connu de traiter la surface externe de pièces de matière transparente ou de lentille de phare de véhicule dans un but fonctionnel et/ou décoratif. Pour réaliser cet état de surface particulier, il existe plusieurs techniques. Une première technique consiste à réaliser cet état de surface par moulage, notamment lors du moulage de la pièce ou de la lentille. Pour ce faire, les éléments de moule utilisés pour le moulage des pièces ou des lentilles doivent définir des empreintes particulières aptes à réaliser l'état de surface recherché. Cependant, ce type de technique par moulage présente des inconvénients techniques, notamment un manque de constance ou de qualité du fait du vieillissement, de l'usure ou encore de l'encrassement des éléments de moule. On a en effet remarqué que l'état de surface recherché variait dans le temps ou après chaque nettoyage d'éléments de moule. Il est donc pratiquement impossible avec cette technique de moulage d'assurer une qualité de surface constante pour les pièces de matière transparente ou des lentilles de phare de véhicule. Une seconde technique utilisée pour réaliser ces états de surface consiste à usiner la pièce ou la lentille après son moulage. Là encore, il est difficile d'assurer une qualité d'état de surface constante. Cela provient du fait que des abrasifs sont utilisés pour réaliser cet usinage, et que la qualité des états de surface dépend directement de la granulométrie des abrasifs qui varie non seulement avec le temps mais encore d'un lot à l'autre d'abrasifs. On a en effet remarqué qu'un très faible écart dans la granulométrie des abrasifs engendre une grande différence sur les états de surface recherchés. En outre, tous les traitements d'états de surfaces engendrent obligatoirement des irrégularités ou des discontinuités dans la surface de la pièce ou de la lentille qui favorisent l'accumulation de saleté qui nuit énormément aux qualités optiques ou décoratives de la pièce ou de la lentille. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités de l'art antérieur en définissant en général une pièce de matière transparente, et plus particulièrement une lentille de phares de véhicule, offrant des qualités optiques, notamment de diffraction, qui sont constantes dans le temps d'une pièce ou d'une lentille à l'autre. Elle doit en outre pouvoir être produite facilement à un faible coût. Pour ce faire, la présente invention propose tout d'abord une pièce de matière transparente laissant traverser des ondes du domaine du visible, ladite pièce comprenant des faces externes délimitant un corps massif de matière transparente, caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens de diffraction de lumière situés à l'intérieur du corps massif en éloignement des faces externes. La pièce peut être en verre ou en matière plastique telle que du polycarbonate ou du méthacrylate. Avantageusement, les moyens de diffraction peuvent être constitués par des micro-détériorations ponctuelles du corps massif qui peuvent par exemple être réalisés par un procédé de bombardement avec un rayonnement laser. Lorsque la pièce est en verre, les micro-détériorations ponctuelles se présenteront sous la forme de micro- éclats dus à l'apport ponctuel massif d'énergie provenant du rayonnement laser. Dans le cas d'une pièce en matière plastique, les micro-détériorations ponctuelles se présenteront sous la forme de micro-fusions dues à l'apport massif d'énergie provenant du rayonnement laser. En localisant les moyens de diffraction à l'intérieur de la pièce transparente, hors de contact de ses surfaces externes, on peut réaliser des pièces avec un état de surface parfaitement lisse de sorte qu'ils n'accrochent pas la saleté. En outre, avec un tel procédé par bombardement laser, on assure une qualité et une constance durable des moyens de diffraction inclus à l'intérieur de la pièce. La pièce peut être une pièce purement décorative, illuminée ou non, pour laquelle les moyens de diffraction sont utilisés pour créer un motif décoratif ou esthétique visible directement à l'intérieur de la pièce transparente. La pièce transparente peut également être une pièce fonctionnelle, pour laquelle les moyens de diffraction sont utilisés pour dévier une partie d'un rayonnement lumineux incident. Par exemple, les moyens de diffraction inclus dans la pièce peuvent servir à illuminer une zone autrement parfaitement obscure. L'invention a également pour effet une lentille de phare de véhicule destinée à être montée devant une source lumineuse dans un boîtier de phare, ladite lentille comprenant des faces externes délimitant un corps massif de matière transparente, caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens de diffraction de lumière situés à l'intérieur du corps massif en éloignement des faces externes. La lentille peut également être réalisée en verre ou en matière plastique telle que du polycarbonate ou du méthacrylate. Avantageusement, les moyens de diffraction peuvent être constitués par des micro-détériorations ponctuelles du corps massif de la lentille, par exemple obtenues par un procédé de bombardement au rayonnement laser. L'invention trouve en effet une application privilégiée dans le cas d'une lentille de phare de véhicule pour laquelle les propriétés optiques et photométriques sont prépondérantes. Il est en effet courant d'utiliser des lentilles dans les phares de véhicules. La lentille est utilisée en association avec une source lumineuse et un cache interposé entre la source lumineuse et la lentille. Le cache a pour but de réaliser une coupure dans le faisceau lumineux émis. Cependant, la coupure réalisée par ce cache dans le faisceau lumineux est relativement nette, et au-dessus de cette coupure le faisceau lumineux présente une intensité très faible voire pratiquement nulle. Le fait que le faisceau lumineux présente une intensité très faible audessus de la coupure peut être très gênant pour un conducteur qui cherche à visualiser des indications en hauteur, par exemple sur des panneaux d'autoroute. En outre, du point de vue réglementaire, il est imposé qu'il y ait un éclairement minimum dans une zone dite des points de portiques, c'est à dire au-dessus de la coupure du faisceau d'éclairage émis. Il faut donc à la fois éclairer légèrement la zone située au-dessus de la coupure en diminuant le contraste au niveau de la coupure en étalant le gradient de contraste, afin de ne pas gêner le conducteur et les autres usagers. Il existe déjà dans l'art antérieur des lentilles de phares de véhicules qui cherchent à atteindre ce but. Pour ce faire, des traitements de surface sont réalisés par des techniques de moulage ou d'usinage telles que celles décrites précédemment en référence à l'art antérieur. On peut par exemple citer le document FR 2 770 617 qui décrit une lentille dont la face avant convexe comprend une série de surfaces de profil courbe aptes à dévier une partie du faisceau lumineux. Les surfaces de profil courbe sont formées par moulage avec la lentille elle-même, et souffrent par conséquent des inconvénients précités, à savoir le vieillissement, l'usure et l'encrassement des éléments de moule utilisés pour former la lentille. Tous ces problèmes sont résolus avec la présente invention étant donné que les moyens de diffraction n'affectent pas la surface extérieur de la lentille, et sont réalisés d'autre part par un procédé permettant d'assurer une qualité constante des moyens de diffraction. Le principe même de l'invention réside dans le fait que les moyens de diffraction ne sont pas formés à l'extérieur de la lentille. Selon une forme de réalisation permettant d'atteindre les critères photométriques précités, les moyens de diffraction s'étendent dans le corps massif selon un motif favorisant la diffraction de la lumière vers une zone située au-dessus d'un plan passant par le plan média de la lentille lorsqu'elle est en place dans le boîtier de phare, à savoir dans la zone située au-dessus de la coupure. Additionnellement ou en variante, les moyens de diffraction s'étendent dans le corps massif selon un motif formant un guide d'onde pour une lumière incidente. La lentille, en plus de son éclairage par la source lumineuse dans le but d'éclairer la chaussée, peut être illuminée par une source additionnelle émettant une lumière incidente qui se propage dans le guide d'onde formé par le motif des moyens de diffraction. Cette source de lumière additionnelle peut par exemple être allumée alors que la source lumineuse principale est éteinte pour conférer à la lentille et plus généralement aux phares de véhicules un effet esthétique attractif. De préférence, la lentille est une lentille du type elliptique comprenant une face arrière plane et une face avant convexe. La source lumineuse est alors placée perpendiculairement à la face arrière et la lumière incidente est émise parallèlement au plan de la face arrière. L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints donnant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. Sur les figures : - la figure 1 est une vue en coupe transversale verticale à travers une lentille de phare de véhicule selon l'invention, et - la figure 2 est une vue de dessus de la lentille de la figure 1. L'exemple de réalisation utilisé pour illustrer la présente invention est une lentille de phare de véhicule, mais on aurait très bien pu utiliser également une autre pièce de matière transparente. La lentille de phares de véhicules représentée sur les dessins est une lentille du type elliptique présentant une face arrière plane circulaire 11 et une face avant convexe 12 se raccordant sur la face arrière 11 par un rebord 13 qui sert à la fixation de la lentille dans un boîtier de phare de véhicule. Les faces 11 et 12 délimitent un corps massif 10 qui est totalement plein. La lentille peut être réalisée dans n'importe quelle matière transparente pouvant supporter la chaleur émise par la source lumineuse du phare du véhicule. La lentille peut notamment être réalisée en verre ou en matière plastique telle que du polycarbonate ou du méthacrylate. Selon l'invention, des moyens de diffraction de la lumière visible sont formés à l'intérieur de la lentille c'est à dire dans le corps massif 10. Les moyens de diffraction 14 ne viennent pas en contact des surfaces externes 11 et 12 de la lentille 1. On ne peut cependant exclure le fait qu'une partie des moyens de diffraction soient situés au niveau des faces externes 11 et 12. Cependant, une partie des moyens de diffraction sont situés en éloignement de ces faces 11 et 12. Il est même préférable que la totalité des moyens de diffraction soient situés en éloignement des faces 11 et 12. Les moyens de diffraction se présentent avantageusement sous la forme de micro-détériorations ponctuelles du corps massif 10 de la lentille. Ces micro-détériorations ponctuelles 14 peuvent être réalisées au moyen d'un procédé de formation utilisant un rayonnement laser, au cours duquel la lentille est soumise à un rayonnement laser ponctuel que l'on déplace et que l'on varie en intensité pour former un motif de micro-détériorations ponctuel. Les micro-détériorations se présenteront sous diverses formes en fonction du matériau constitutif de la lentille. Par exemple, lorsque la lentille est réalisée en verre, ces micro-détériorations se présentent sous la forme de micro-éclats obtenus par l'apport massif d'énergie du rayonnement laser. En revanche, lorsque la lentille est réalisée en matière plastique, ces microdétériorations ponctuelles se présentent sous la forme de micro-fusions. Les moyens de diffraction peuvent s'étendre dans le corps massif selon un motif permettant d'obtenir un résultat fonctionnel et/ou esthétique. En effet, le motif réalisé par les moyens de diffraction peut par exemple favoriser la diffraction de la lumière émise par la source lumineuse du phare de véhicule de manière à éclairer même faiblement une partie autrement sombre, comme par exemple la zone située au-dessus de la coupure formée par le cache dans un phare de véhicule conventionnel expliqué précédemment en relation avec l'art antérieur. Le motif des moyens de diffraction peut par exemple apporter de la lumière dans la zone au-dessus de la coupure et ainsi atténuer le contraste au niveau de la coupure. D'autre part, les moyens de diffraction peuvent également d'étendrent dans le corps massif de la lentille selon un motif formant un guide d'onde. En illuminant alors la lentille de manière adéquate, il est possible de faire circuler la lumière dans le guide d'onde de manière à rendre encore plus visible le motif formé par les moyens de diffraction. Le résultat est alors purement esthétique, et se voit directement et uniquement lorsque l'on regarde la lentille elle-même. On peut par exemple imaginer un phare de véhicule dont le boîtier comporte une source de lumière principale destinée à traverser la lentille pour éclairer la chaussée et une source de lumière secondaire, par exemple une LED, uniquement utilisée pour éclairer la lentille dans un but esthétique en se servant du motif de diffraction comme guide d'onde. La source principale est située de manière classique derrière la face plane 11 de la lentille alors que la source de lumière secondaire peut être installée dans le plan ou parallèlement au plan formé par la face plane 11. Revendications 1.-Pièce de matière transparente (1) laissant traverser des ondes du domaine du visible, ladite pièce comprenant des faces externes (11, 12) délimitant un corps massif (10) de matière transparente, caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens de diffraction de lumière (14) situés à l'intérieur du corps massif (10) en éloignement des faces externes (11, 12). 2.-Pièce selon la revendication 1, dans laquelle la matière transparente est choisie parmi le verre et les matières plastiques tels que le polycarbonate ou le méthacrylate. 3.-Pièce selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les moyens de diffraction sont constitués par des micro-détériorations ponctuelles (14) du corps massif (10). 4.-Pièce selon les revendications 1,2 ou 3 dans laquelle les micro-détériorations (14) sont obtenues par un procédé de bombardement au laser. 5.-Lentille de phare de véhicule (1) destinée à être montée devant une source lumineuse dans un boîtier de phare, ladite lentille (1) comprenant des faces externes (11,12) délimitant un corps massif (10) de matière transparente, caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens de diffraction de lumière (14) situés à l'intérieur du corps massif (10) en éloignement des faces externes (11,12). 6.-Lentille selon la revendication 5, dans laquelle la matière transparente est choisie parmi le verre et les matières plastiques tels que le polycarbonate ou le méthacrylate. 7.-Lentille selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle les moyens de diffraction sont constitués par des micro-détériorations ponctuelles (14) du corps massif (10). 8.-Lentille selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans laquelle les moyens de diffraction (14) s'étendent dans le corps massif (10) selon un motif favorisant la diffraction de la lumière vers une zone située au-dessus d'un plan passant par le plan médian de la lentille lorsqu'elle est en place dans le boîtier de phare. 9.-Lentille selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans laquelle les moyens de diffraction (14) s'étendent dans le corps massif (10) selon un motif formant un guide d'onde pour une lumière incidente. 10.-Lentille selon les revendications 8 et 9, dans laquelle la lentille est une lentille du type elliptique comprenant une face arrière plane (11) et une face avant convexe (12), la source lumineuse étant placée perpendiculairement à la face arrière (11) et la lumière incidente étant émise parallèlement au plan de la face arrière (11). 11.-Procédé de formation de moyens de diffraction à l'intérieur d'une lentille de phare de véhicule utilisant un rayonnement laser. 12. - Procédé selon la revendication 11, dans lequel les moyens de diffraction sont des micro-détériorations ponctuelles, par exemple sous la forme d'éclats, réalisés dans la masse d'une lentille en verre.