Brevet FR2966223A1 — publié le 20120420

Dispositif d'éclairage ou de signalisation La présente invention porte sur un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation. Une application préférée de l'invention est le domaine de l'équipement automobile pour la production de flux lumineux servant à signaler la présence du véhicule équipé et/ ou à illuminer une partie de l'environnement de ce véhicule. Les techniques actuelles ont fait l'objet de nombreuses évolutions tendant à améliorer le rendement des systèmes d'éclairage et à démultiplier les possibilités de conception notamment en termes de forme d'optiques ou encore de fonctions réalisables avec plusieurs sources et une seul système optique. Sur ce dernier aspect, EP-A1-1746339 propose un système optique disposant de parties de propagation de lumière communes à plusieurs faisceaux. Par exemple, cette publication montre que l'on peut associer plusieurs sources dans un seul ensemble avec une partie de sortie de lumière commune. Bien que permettant de mutualiser certains moyens optiques, cette dernière technique reste encombrante et peut être optimisée. La présente invention vise à remédier au moins en partie aux désavantages des techniques connues. A cet effet, on prévoit selon l'invention un dispositif d'éclairage et/ ou de signalisation pour véhicule automobile comportant : - au moins deux sources lumineuses chacune associée à un dispositif optique d'entrée comprenant une nappe primaire de guidage présentant une surface d'entrée de rayons lumineux, une section de sortie et configurée pour propager les rayons lumineux sous forme de faisceaux primaires de rayons collimatés vers la section de sortie, - une portion commune de propagation des rayons lumineux issus de chaque source, - des moyens de déviation configurés pour diriger chaque faisceau primaire vers la portion commune de propagation. Ces moyens de déviation sont configurés pour produire dans la portion commune, pour chaque faisceau primaire, un faisceau secondaire, les directions globales des enveloppes des faisceaux secondaires étant parallèles et les enveloppes des faisceaux secondaires se recoupant au moins partiellement. Alors que l'état de la technique connait un préjugé constant consistant à distinguer les chemins de lumière des rayons émis par chaque source, l'invention concentre les moyens optiques en mettant en oeuvre une zone véritablement commune pour les divers faisceaux de lumière. D'une part l'encombrement du dispositif s'en trouve réduit, en particulier par la diminution de l'épaisseur du guide de lumière après les moyens de déviation des faisceaux. D'autre part, les chemins de sortie de lumière des faisceaux issus de chaque source se recoupent au moins partiellement et, avantageusement, sont confondus. Par exemple, pour deux sources réalisant deux fonctions d'éclairage et/ ou de signalisation différentes, le résultat lumineux produit pour un observateur se fera sans décalage de position de la lumière sortant du dispositif. On peut avoir un aspect allumé linéaire identique pour les deux fonctions et cela même avec des sources lumineuses bien distinctes pour les deux fonctions (telles deux diodes électroluminescentes ou deux panneaux de telles diodes). Les faisceaux primaires peuvent être de même taille et en particulier correspondre à une même épaisseur de nappe primaire de guidage. Dans un cas préféré, les moyens de déviation sont configurés pour que les enveloppes des faisceaux secondaires soient confondues. Ainsi, on parvient à réaliser une sortie de lumière dans une épaisseur identique à celle des faisceaux primaire, ce qui limite l'encombrement. Par ailleurs, la lumière émise par les différentes sources voit son chemin parvenir à une zone commune. Pour l'observateur, il n'y pas de distinction quant à la zone d'où sort la lumière. L'invention pourra en outre présenter, de manière facultative, au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - les moyens de déviation comportent des moyens de réflexion de chaque faisceau primaire configurés pour former des faisceaux réfléchis se rejoignant au niveau de la face d'entrée de moyens de redressement configurés pour former un faisceau secondaire à partir de chaque faisceau réfléchi, - les moyens de réflexion sont configurés pour que l'angle formé entre la direction d'un faisceau primaire et la direction de faisceau réfléchi correspondant soit compris entre 90° et 180° ; on peut ainsi facilement orienter le faisceau réfléchi, - les moyens de réflexion sont, pour chaque faisceau primaire, un miroir plan ; cette configuration rend aisée la conception du dispositif et optimise la propagation des rayons, - les moyens de déviation sont formés dans un guide d'ondes, - les moyens de redressement comportent un évidement dans le guide d'ondes, la face d'entrée des moyens de redressement étant une face de l'évidement comportant des reliefs prismatiques de réfraction des faisceaux réfléchis, - la portion commune de propagation est une nappe secondaire de guidage, - le guide d'ondes, au moins une nappe primaire de guidage et la nappe secondaire de guidage sont monoblocs; il s'agit alors d'un ensemble unitaire facilement implantable dans un véhicule et assez condensé pour limiter l'encombrement, - l'ensemble des nappes de guidage, primaires et secondaires, et le guide d'onde contenant les moyens de redressement forment un guide d'onde monobloc, le guide d'onde contenant les moyens de redressement et l'évidement correspondant à une zone de jonction des nappes primaires et de la nappe secondaire ; on améliore encore davantage la compacité et positionne précisément les nappes de guidage les unes par rapport aux autres, - le dispositif optique d'entrée comporte : - un collimateur doté d'une surface d'entrée des rayons émis par la source et d'une surface de sortie d'un faisceau lumineux collimaté, le collimateur étant positionné relativement à la nappe primaire de guidage de sorte à ce que l'axe du faisceau collimaté soit orienté suivant l'épaisseur de la nappe primaire de guidage, - la nappe primaire de guidage comprend des moyens de réflexion configurés pour diriger les rayons du faisceau primaire vers la section de sortie. - les au moins deux sources lumineuses réalisent deux fonctions d'éclairage et/ ou de signalisation différentes. Le résultat lumineux produit pour un observateur se fera sans décalage de position de la lumière sortant du dispositif. On peut avoir un aspect allumé linéaire identique pour les deux fonctions et cela même avec des sources lumineuses bien distinctes pour les deux fonctions (telles deux diodes électroluminescentes ou deux panneaux de telles diodes). Suivant une possibilité, les faisceaux primaires et les faisceaux secondaires sont parallèles et de sens opposés. L'invention porte en outre sur un véhicule comportant un tel dispositif de commande. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : La figure 1 illustre en perspective une exemple de réalisation du dispositif de l'invention. La figure 2 montre une vue en coupe selon les lignes CC de la figure 1. La figure 3 est un détail de la figure 2 précisant la formation d'un évidement. La figure 4 est une vue de profil du dispositif. Les figures 5 à 9 illustrent un mode de réalisation d'un dispositif optique d'entrée utilisable dans le dispositif de l'invention avec : en figure 5 une vue générale en perspective, en figure 6 une vue de dessus, en figure 7 une coupe longitudinale du dispositif d'entrée et à la figure 8 une coupe transversale. La figure 9 est une vue en perspective du dispositif d'entrée schématisant le chemin des rayons lumineux. La figure 1 donne une vue globale d'un exemple de réalisation de l'invention qui comporte différentes partie. La lumière se propageant dans le dispositif est issue d'une pluralité de sources avantageusement ponctuelles telles les deux sources représentées aux repères la, lb. Ces sources peuvent typiquement mais non exclusivement être des diodes électroluminescentes (LED) et notamment des LED à émission lambertienne. Chaque source est associée à un dispositif optique d'entrée comprenant lui-même une nappe primaire de guidage 2a, 2b ainsi qu'une surface d'entrée 3a, 3b des rayons issus d'une des sources la, lb. Chaque dispositif est tel que, à sa sortie ici réalisée au niveau d'une section de sortie schématisée au repère 5 en figure 2, la lumière soit sous forme d'un faisceau collimaté encore appelé dans cette description faisceau primaire illustré par un de ses rayons 7a, 7b en figure 3. On donne plus loin une description détaillée d'un mode de réalisation du dispositif d'entrée. Revenant à la figure1, est aussi présentée une portion commune dans laquelle sont propagés les rayons issus des différentes sources 1 a, 1 b. Dans l'exemple, il s'agit d'une autre nappe de guidage, dite nappe secondaire 6. L'invention a l'avantage de permettre la réunion ou l'émission alternative de lumière par les deux sources par ce seul biais, ce qui limite l'encombrement. La taille de la nappe secondaire 6 et essentiellement sa section perpendiculaire à la direction de propagation des faisceaux dans la nappe considérée peut être de même taille et éventuellement de même forme. Dans ce cas préféré, la section de sortie 5 de chaque nappe primaire de guidage 2a, 2b est identique à la section transversale de la nappe secondaire 6. Pour parvenir à une telle propagation de faisceaux secondaires dans la portion commune, l'invention comporte des moyens de déviation des rayons des faisceaux primaires. Plus particulièrement visibles aux figures 2 et 4, des miroirs 22a, 22b avantageusement plans participent aux moyens de déviation. Ils permettent d'opérer une première déviation des faisceaux primaires pour les orienter suivant une direction inclinée. L'angle d'inclinaison des miroirs est choisi en conséquence et est avantageusement tel que l'angle formé entre le faisceau primaire et le faisceau réfléchi soit obtus. Les faisceaux primaires et les miroirs 22a, 22b sont configurés de sorte que les faisceaux réfléchis par les miroirs se croisent comme le montre la figure 4. Ainsi ramenés dans une même zone, les rayons de lumière originellement émise par les différentes sources sont ensuite redressés pour être parallélisés. On parvient ainsi à des faisceaux de même orientation dans la même nappe comme le schématisent les rayons 8a, 8b de la figure 4. A cet effet, l'invention comporte des moyens de redressement des faisceaux réfléchis. Dans un mode de réalisation préféré, ces moyens comportent un évidement 9 dans une partie dite guide d'ondes 11 dont la portion amont peut par ailleurs inclure les miroirs 22a, 22b. La vue de détail de la figure 3 et la figure 1 montrent notamment que l'évidement 9 est un volume creux dans le guide d'ondes 11 et que sa face d'entrée par laquelle accèdent les rayons de faisceaux réfléchis dispose d'un relief ici doté de prismes dont l'inclinaison est choisi pour réorienter les faisceaux réfléchis suivant une direction, commune de propagation dans la nappe secondaire 6. On dimensionne avantageusement la face d'entrée et l'épaisseur (suivant l'épaisseur de la nappe secondaire 6) de l'évidement pour que tous les rayons lumineux subissent le redressement. Avantageusement, l'évidement fait toute la largeur du guide d'ondes et, par conséquent, débouche sur ses flancs. La sortie des faisceaux secondaires ainsi produits peut s'opérer suivant une tranche de la nappe secondaire 11 ou la propagation peut se poursuivre tel que dans une nappe de sortie 12 apparaissant aux figures 1, 2 et 4. La nappe de sortie fait dans l'exemple un angle de 90° relativement à la direction de faisceaux secondaires et des moyens de réflexion, préférentiellement sous forme d'un plan de réflexion 13, permettant de rediriger les faisceaux secondaire pour que la lumière évolue dans l'épaisseur de la nappe de sortie 12 vers une tranche de sortie 14. La nappe secondaire 6 et la nappe de sortie ont avantageusement la même section. Au moins deux des composants parmi les nappes primaires 2a, 2b, le guide d'ondes 11, la nappe secondaire 6 et la nappe de sortie 12 sont préférentiellement formés d'un seul bloc. Avantageusement, l'ensemble est monobloc. Ces composants peuvent être formés en verre ou en une matière polymère usuelle en optique telle du polycarbonate ou de poly méthacrylate de méthyle (PMMA). D'une façon générale, la ou les matières des parties optiques du dispositif dont celles citées ci-dessus sont choisies transparentes et de sorte à présenter un indice de réfraction supérieur à celui de l'environnement dans lequel le dispositif est placé (tel l'air ambiant). La nappe secondaire 6 et la nappe de sortie 12 sont en outre planes (de section transverse rectangulaire) dans un cas préféré. Les dispositifs d'entrée sont avantageusement de conception similaire, seule leur orientation changeant. Par ailleurs ils forment préférentiellement des éléments symétriques par rapport à la nappe secondaire 6. On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation d'un dispositif optique d'entrée. Par commodité pour la suite de la description, on appelle direction longitudinale la direction perpendiculaire à l'épaisseur 17 suivant laquelle sont majoritairement orientés les rayons lumineux des faisceaux primaires en sortie de nappe primaire 2a, 2b, au niveau de la section de sortie 5. En prenant l'exemple de la nappe primaire 2b illustrée aux figures 5 à 9, elle a une dimension en épaisseur illustrée au repère 17 bien inférieure à au moins une des deux autres dimensions. Par exemple, la dimension de la nappe primaire 2b perpendiculaire au plan formé par son épaisseur et la direction longitudinale de la nappe primaire 2b peut être 5 à 10 fois plus grande que l'épaisseur. L'enveloppe 16 dans laquelle s'inscrit la nappe primaire 2b comporte, dans le cas représenté : - une surface supérieure (dénommée ainsi de par sa position en figure 5), - une section de sortie 5 correspondant à la section suivant l'épaisseur de la nappe primaire 2b par laquelle s'effectue la sortie des rayons hors de ladite nappe primaire 2b (la section de sortie 5 est préférentiellement dans la continuité du guide d'ondes et la représentation donnée au figures 5 à 9 ne doit pas interpréter comme donnant systématiquement une structure séparée à la nappe primaire 2b), - une surface inférieure dénommée ainsi par son placement en opposition à la surface supérieure, - et un contour périphérique suivant l'épaisseur de la nappe primaire 2b. Suivant une possibilité, l'enveloppe 16 comprend au moins une surface supérieure ou inférieure toute ou partie plane. La nappe primaire peut cependant adopter des formes diverses notamment conçues selon des contraintes d'encombrement ou de design. L'entrée de lumière dans la nappe primaire 2b s'effectue par des rayons collimatés c'est-à-dire ayant la même orientation et qui forment un faisceau d'axe de propagation dirigé suivant l'épaisseur de la nappe primaire 2b. Un collimateur 15 intercalé entre la source lb et la nappe primaire 2b sert à créer le faisceau collimaté dont les rayons 4b en figure 4 sont l'illustration. Dans le cas illustré en figure 7 et 8, le collimateur 15 a une surface d'entrée 3b des rayons émanant de la source 1 b et cette surface d'entrée a un profil curviligne en son centre configuré pour redresser une partie des rayons émis par la source 1 b. La surface externe du collimateur 15 est avantageusement symétrique de révolution et sensiblement tronconique de sorte que les rayons de la source qui l'atteignent sont réfléchis en direction de la nappe primaire 2b. La coopération du collimateur 15 et de la nappe primaire 2b s'effectue, dans le cas illustré, par la surface supérieure de la nappe 2b. Le collimateur 15 est ici monobloc avec la nappe primaire 2b si bien que les rayons, une fois entrés dans le collimateur 15 ne subissent plus de changements de milieu et ce avantageusement jusqu'à l'évidement 9. Cependant, le collimateur 15 peut être un élément rapporté entrant ou non en contact avec la nappe primaire 2b, ce contact étant surfacique ou non. Entre ainsi dans la nappe primaire 2b un faisceau orienté suivant l'épaisseur 17 de la nappe primaire 2b qu'il convient de propager à l'intérieur de la nappe primaire 2b, dans une direction perpendiculaire à l'épaisseur. Pour y parvenir, l'invention met en oeuvre des moyens de réflexion dont l'objet est de dévier le faisceau de 90° entre la direction de sortie du collimateur 15 et la direction de sortie de la nappe primaire 2b au niveau de la section de sortie 5. Cette déviation est avantageusement réalisée par réflexion, au moyen de surfaces de réflexion dont un mode de réalisation est plus particulièrement visible aux figures 6 à 8. Dans cet exemple, une partie de la réflexion s'effectue directement c'est- à-dire par le biais d'une seule réflexion sur le trajet des rayons lumineux. L'autre partie de la réflexion s'opère par plusieurs surfaces (au moins deux sur le trajet des rayons), de manière indirecte. A titre préféré, ces deux types de réflexion sont mises en oeuvre avec une pièce commune faisant office d'un réflecteur 21 représenté sous forme d'une portion de surface polyédrique avec 3 faces de réflexion. L'une des faces constitue un pan de réflexion directe 18 menant les rayons du faisceau collimaté directement vers la section de sortie 5. Deux autres faces forment des pans de réflexion primaire 19a, 19b renvoyant chacun les rayons du faisceau collimaté vers au moins une autre surface de réflexion, les pans de réflexion secondaire 20a, 20b dans le cas illustré. Les pans de réflexion secondaire 20a, 20b réfléchissent la lumière vers la section de sortie 5. Dans le cadre de cette description, on entend par pan un élément de surface participant à la réflexion. Les pans sont avantageusement mais non limitativement plans. Cette réalisation plane simplifie la conception et la fabrication des surfaces réfléchissantes. Néanmoins, on peut avoir recours à des pans non plans. Par exemple, les pans de réflexion secondaire 20a, 20b peuvent avoir une courbure convexe suivant une coupe dans l'épaisseur de la nappe primaire de sorte à former un secteur angulaire élargi pour le faisceau de sortie. Le nombre de pans n'est pas limité mais trois pans sur le réflecteur 21 forment un ensemble optimisé. Il y a autant de pans de réflexion secondaire 20a, 20b que de pans de réflexion primaire 19a, 19b. Pour le réflecteur 21 représenté, le pan de réflexion primaire forme un secteur de 90° centré suivant la direction longitudinale de la nappe primaire 2b. Les pans de réflexion primaire 19a, 19b occupent à part égale un secteur complémentaire de 270°, soit 135° chacun, vers l'arrière du réflecteur 21 relativement au sens de sortie des rayons hors de la nappe primaire 2b. L'arête commune à ces deux pans 19a, 19b se trouve orientée selon la direction longitudinale. La longueur des pans de réflexion secondaire 20a, 20b est configurée pour recevoir toute la lumière réfléchie par les pans de réflexion primaire 19a, 19b et ont une direction inclinée à 45° par rapport à la direction longitudinale de sorte à ce que les rayons soient réfléchis suivant la direction longitudinale. La figure 9 donne un exemple schématique de chemin des rayons lumineux avec la réflexion directe d'une partie des rayons et la double réflexion de l'autre partie des rayons. Dans le cas illustré, les réflexions sont configurées pour que les rayons propagés dans portion commune du dispositif aient une même orientation que le faisceau collimaté d'entrée et un sens opposé. Une alternative consiste à les orienter suivant de même sens. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais s'étend à tout mode de réalisation conforme à son esprit. 11 REFERENCES la, lb. Source lumineuse 2a, 2b. Nappe primaire 3a, 3b. Surface d'entrée 4a, 4b. Rayons de faisceaux collimatés 5. Section de sortie 6. Nappe secondaire 7a, 7b. Rayons de faisceaux primaires 8a, 8b. Rayons de faisceaux secondaires 9. Evidement 10. Relief 11. Guide d'ondes 12. Nappe de sortie 13. Plan de réflexion 14. Trou de sortie 15. Collimateur 16. Enveloppe 17. Epaisseur 18. Pan de réflexion directe 19a, 19b. Pan de réflexion primaire 20a, 20b. Pan de réflexion secondaire 21. Réflecteur 22a, 22b. Miroir plan REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage et/ ou de signalisation pour véhicule automobile comportant : - au moins deux sources lumineuses (la, 1 b) chacune associée à un dispositif optique d'entrée comprenant une nappe primaire de guidage (2a, 2b) présentant une surface d'entrée (3a, 3b) de rayons lumineux, une section de sortie (5) et configuré pour propager les rayons lumineux sous forme de faisceaux primaires de rayons collimatés vers la section de sortie (5), - une portion commune de propagation des rayons lumineux issus de chaque source (la, lb), - des moyens de déviation configurés pour diriger chaque faisceau primaire vers la portion commune de propagation, caractérisé en ce que les moyens de déviation sont configurés pour produire dans la portion commune, pour chaque faisceau primaire, un faisceau secondaire, les directions globales des enveloppes des faisceaux secondaires étant parallèles et les enveloppes des faisceaux secondaires se recoupant au moins partiellement. 2. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel les moyens de déviation sont configurés pour que les enveloppes des faisceaux secondaires soient confondues. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel les moyens de déviation comportent des moyens de réflexion de chaque faisceau primaire configurés pour former des faisceaux réfléchis se rejoignant au niveau de la face d'entrée de moyens de redressement configurés pour former un faisceau secondaire à partir de chaque faisceau réfléchi. 4. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel les moyens de réflexion sont configurés pour que l'angle formé entre la direction d'un faisceau primaire et la direction de faisceau réfléchi correspondant soit compris entre 90° et 180°. 5. Dispositif selon l'une des deux revendications précédentes dans lequel les moyens de réflexion sont, pour chaque faisceau primaire, un miroir plan (22a, 22b). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel les moyens de déviation sont formés dans un guide d'ondes (11). 7. Dispositif selon la revendication précédente en combinaison avec l'une des revendications 3 à 5 dans lequel les moyens de redressement comportent un évidement (9) dans le guide d'ondes (11), la face d'entrée des moyens de redressement étant une face de l'évidement (9) comportant des reliefs (10) prismatiques de réfraction des faisceaux réfléchis. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel la portion commune de propagation est une nappe secondaire (6). 9. Dispositif selon la revendication précédente en combinaison avec l'une des revendications 6 ou 7 dans lequel le guide d'ondes (11), au moins une nappe primaire de guidage (2a, 2b) et la nappe secondaire (6) sont monoblocs. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel le dispositif optique d'entrée comporte : - un collimateur (15) doté d'une surface d'entrée (3a, 3b) des rayons émis par la source (la, 1 b) et d'une surface de sortie d'un faisceau lumineux collimaté, le collimateur (15) étant positionné relativement à la nappe primaire de guidage (2a, 2b) de sorte à ce que l'axe du faisceau collimaté soit orienté suivant l'épaisseur (17) de la nappe primaire, - ladite nappe primaire (2a, 2b) comprend des moyens de réflexion configurés pour diriger les rayons du faisceau primaire vers la section de sortie (5). 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les au moins deux sources lumineuses (la, lb) réalisent deux fonctions d'éclairage et/ ou de signalisation différentes.