Brevet FR2966224A1 — 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. Ce sont ainsi développés des techniques dites de nappes ayant la fonction de guides de lumière depuis une source lumineuse jusqu'à une surface de sortie. La publication EP-A1-1881263 s'inscrit dans ce contexte et divulgue un dispositif susceptible d'émettre un faisceau suivant une direction à partir d'une source lumineuse telle une diode électroluminescente au moyen d'une nappe de guidage des rayons lumineux de la source. Les rayons sont reçus par une tranche d'entrée, dans l'épaisseur de la nappe, et sont propagés radialement au travers de la nappe. Cette technologie souffre d'inconvénients principalement liés à l'encombrement et au rendement obtenu entre le flux lumineux de la source et le flux de sortie. 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 une source lumineuse et une nappe de guidage présentant une surface d'entrée de rayons lumineux, une tranche de sortie et configurée pour propager les rayons lumineux vers la tranche de sortie De manière caractéristique, ce dispositif est tel que: - il 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 de sorte à ce que l'axe du faisceau collimaté soit orienté suivant l'épaisseur de la nappe, - la nappe comprend des moyens de réflexion configurés pour diriger les rayons du faisceau collimaté vers la tranche de sortie. Collimater les rayons issus de la source lumineuse avant leur propagation dans la nappe améliore la manière dont ces rayons vont être redirigés dans l'épaisseur de la nappe. Ainsi, selon l'invention, cette redirection s'opère avantageusement uniquement par réflexion. D'une part, la réflexion est facile à maîtriser puisqu'elle s'opère sur des rayons parallèles et d'autre part elle conduit à des rendements optiques inégalés par les techniques telles que celle présentée en introduction. Alors que les nappes actuellement connues mettent en oeuvre des réflexions partielles par des paraboles, l'invention emploie à titre préféré des surfaces de réflexion planes, plus simples à fabriquer et moins encombrante notamment suivant l'épaisseur de la nappe. Dans un cas préféré, les moyens de réflexion comprennent un pan de réflexion directe configuré pour réfléchir au moins une partie des rayons du faisceau collimaté vers la tranche de sortie. Une partie de la lumière est donc directement réfléchie vers la sortie du dispositif. Par ailleurs, une autre partie de la lumière est avantageusement réfléchie en deux temps, par une surface de réflexion primaire et une surface de réflexion secondaire, la surface de réflexion primaire étant configurée pour réfléchir une partie des rayons du faisceau collimaté vers la surface de réflexion secondaire, la surface de réflexion secondaire étant configurée pour les réfléchir à nouveau vers la tranche de sortie. Préférentiellement, le pan de réflexion directe et les surfaces de réflexion primaire et secondaire sont configurés pour rediriger l'intégralité des rayons émis par la source puis collimatés. L'invention pourra en outre présenter, de manière facultative, au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - le pan de réflexion directe est plan, - la surface de réflexion primaire comporte au moins deux pans de réflexion primaire, - les pans de réflexion primaire sont plans, - les pans de réflexion directe et primaire se rencontrent deux par deux le long d'arêtes droites, la surface de réflexion secondaire comporte au moins deux pans de réflexion secondaire, chaque pan de réflexion secondaire recevant les rayons réfléchis par un pan de réflexion primaire, - les pans de réflexion secondaire sont plans, - les pans de réflexion secondaire ont une section curviligne concave ou convexe suivant une direction perpendiculaire à l'épaisseur de la nappe, - la nappe de guidage est plane, - la source lumineuse est une diode électroluminescente. Suivant une possibilité additionnelle, la nappe a au moins une surface d'enveloppe plane et le collimateur est appliqué sur cette surface. L'invention est aussi relative à un système d'éclairage et/ ou de signalisation pour véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'invention et une nappe additionnelle ayant une orientation différant de celle de la nappe, la tranche de sortie de la nappe et une tranche d'entrée de la nappe additionnelle étant couplées par une portion angulaire pourvue d'un pan de réflexion configuré pour diriger les rayons lumineux sortant de la tranche de sortie de la nappe dans la nappe additionnelle. Suivant une possibilité, la nappe et la nappe additionnelle sont planes et 25 forment un angle de 90 °. L'ensemble formé par le collimateur, la nappe et la nappe additionnelle est optionnellement monobloc. L'invention porte en outre sur un véhicule comportant un tel dispositif de commande. 30 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 un exemple de dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus du dispositif tel que présenté en figure 1 La figure 3 montre une coupe longitudinale du dispositif et la figure 4 une coupe transversale. La figure 5 est une vue en perspective de l'invention schématisant le chemin des rayons lumineux. La figure 6 est une vue en perspective d'une variante de l'invention. Présenté globalement en figure 1, le dispositif selon l'invention comprend une nappe de guidage 1 constituant un guide de lumière pour la propagation de rayons émis par une source avantageusement globalement ponctuelle. Cette source peut typiquement mais non exclusivement être une diode électroluminescente (LED) et notamment une LED 15 à émission lambertienne. Quant à la nappe, il peut s'agir d'une structure unitaire formée 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). Par commodité pour la suite de la description, on appelle direction longitudinale la direction schématisée par les lignes B-B en figure 1, perpendiculaire à l'épaisseur suivant laquelle sont majoritairement orientés les rayons lumineux en sortie de nappe 1, au niveau de la tranche 2 décrite plus loin. La nappe de guidage 1 a une dimension en épaisseur illustrée au repère 7 bien inférieure à au moins une des deux autres dimensions. Par exemple, la dimension de la nappe 1 perpendiculaire au plan formé par son épaisseur et la direction longitudinale de la nappe 1 peut être 5 à 10 fois plus grande que l'épaisseur. L'enveloppe 3 dans laquelle s'inscrit la nappe 1 comporte, dans le cas représenté : - une surface supérieure 4 (dénommée ainsi de par sa position en figure 1), - une tranche de sortie 2 correspondant à la section suivant l'épaisseur de la nappe 1 par laquelle s'effectue la sortie des rayons hors de ladite nappe 1, - une surface inférieure dénommée ainsi par son placement en opposition à la surface supérieure 4, - et un contour périphérique suivant l'épaisseur de la nappe 1. Suivant une possibilité, l'enveloppe 3 comprend au moins une surface supérieure 4 ou inférieure toute ou partie plane. La nappe peut cependant adopter des formes diverses notamment conçues selon des contraintes d'encombrement ou de design. L'entrée de lumière dans la nappe 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. Un collimateur 5 intercalé entre la source et la nappe sert à créer le faisceau collimaté. Dans le cas illustré en figures 3 et 4, le collimateur 5 a une surface d'entrée des rayons émanant de la source et cette surface d'entrée a un profil curviligne en son centre configuré pour redresser une partie des rayons émis par la source. La surface externe du collimateur 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. La coopération du collimateur 5 et de la nappe 1 s'effectue, dans le cas illustré, par la surface 4. Le collimateur 5 est ici monobloc avec la nappe si bien que les rayons, une fois entrés dans le collimateur, ne subissent plus de changements de milieu jusqu'à leur sortie (par la tranche 2 dans les cas de figures 1 à 4 ou par la section 13 dans la variante de la figure 5). Cependant, le collimateur 5 peut être un élément rapporté entrant ou non en contact avec la nappe 1, ce contact étant surfacique ou non. Entre ainsi dans la nappe 1 un faisceau orienté suivant l'épaisseur 7 de la nappe qu'il convient de propager à l'intérieur de la nappe 1, 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 5 et la direction de sortie de la nappe au niveau de la tranche de sortie. Cette déviation est avantageusement réalisée par réflexion, au moyen de surfaces de réflexion dont un mode de réalisation est plus particulièrement visible aux figures 2 à 4. 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 14 représenté sous forme d'une portion de surface polyédrique avec 3 faces de réflexion. L'une des faces constitue un pan de réflexion directe 8 menant les rayons du faisceau collimaté directement vers la tranche de sortie 2. Deux autres faces forment des pans de réflexion primaire 9a, 9b renvoyant chacun les rayons du faisceau collimaté vers au moins une autre surface de réflexion, les pans de réflexion secondaire 10a, 10b dans le cas illustré. Les pans de réflexion secondaire 10a, 10b réfléchissent la lumière vers la tranche de sortie. 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 10a, 10b peuvent avoir une courbure convexe suivant une coupe dans l'épaisseur de la nappe de sorte à former un secteur angulaire élargi pour le faisceau de sortie. Le nombre de pans n'est pas limité mais 3 pans sur le réflecteur 14 forment un ensemble optimisé. Il y a autant de pans de réflexion secondaire 10a, 10b que de pans de réflexion primaire 9a, 9b. Pour le réflecteur 14 représenté, le pan de réflexion primaire forme un secteur de 90° centré suivant la direction longitudinale de la nappe. Les pans de réflexion primaire 9a, 9b occupent à part égale un secteur complémentaire de 270°, soit 135° chacun, vers l'arrière du réflecteur 14 relativement au sens de sortie des rayons hors de la nappe 1. L'arête commune à ces deux pans 9a, 9b se trouve orientée selon la direction longitudinale. La longueur des pans de réflexion secondaire 10a, 10b est configurée pour recevoir toute la lumière réfléchie par les pans 9a, 9b 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 5 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. La figure 6 illustre une variante de réalisation avec une nappe additionnelle 11 dont l'intérêt est de réorienter le faisceau de sortie de la nappe 1. A cet effet, la tranche de sortie 2 est reliée à une tranche d'entrée de la nappe additionnelle 11. Les dimensions des tranches sont avantageusement identiques et les nappes 1, 11 peuvent par exemple être toutes deux planes. Les deux tranches ont un décalage angulaire, par exemple de 90° de sorte à former un virage. A ce niveau, les rayons sont réfléchis par un plan de réflexion 12 jusqu'à une section de sortie 13 hors de la nappe additionnelle 11. On peut mettre en oeuvre une nappe 1 de longueur réduite de sorte à privilégier la longueur de la nappe additionnelle 11. Dans le cas illustré, les réflexions sont configurées pour que les rayons sortant du dispositif aient une même orientation que le faisceau collimaté d'entrée et un même sens. Une alternative consiste à les orienter suivant des sens opposés. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais s'étend à tout mode de réalisation conforme à son esprit. REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage et/ ou de signalisation pour véhicule automobile comportant une source lumineuse et une nappe de guidage (1) présentant une surface d'entrée de rayons lumineux, une tranche de sortie (2) et configurée pour propager les rayons lumineux vers la tranche de sortie (2), caractérisé en ce que: - il comporte un collimateur (5) 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 (5) étant positionné relativement à la nappe (1) de sorte à ce que l'axe du faisceau collimaté soit orienté suivant l'épaisseur (7) de la nappe (1), - la nappe (1) comprend des moyens de réflexion configurés pour diriger les rayons du faisceau collimaté vers la tranche de sortie (2). 2. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel les moyens de réflexion comprennent un pan de réflexion directe (8) configuré pour réfléchir au moins une partie des rayons du faisceau collimaté vers la tranche de sortie (2). 3. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel le pan de réflexion directe (8) est plan. 4. Dispositif selon l'une des deux revendications précédentes dans lequel les moyens de réflexion comportent une surface de réflexion primaire et une surface de réflexion secondaire, la surface de réflexion primaire étant configurée pour réfléchir une partie des rayons du faisceau collimaté vers la surface de réflexion secondaire, la surface de réflexion secondaire étant configurée pour les réfléchir à nouveau vers la tranche de sortie (2). 5. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel la surface de réflexion primaire comporte au moins deux pans de réflexion primaire (9a, 9b). 6. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel les pans de réflexion primaire (9a, 9b) sont plans. 7. Dispositif selon les revendications 3 et 6 en combinaison dans lequel les pans de réflexion directe et primaires (8 ; 9a, 9b) se rencontrent deux par deux le long d'arêtes droites. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7 dans lequel la surface de réflexion secondaire comportent au moins deux pans de réflexion secondaire (10a, 10b), chaque pan de réflexion secondaire (10a, 10b) recevant les rayons réfléchis par un pan de réflexion primaire (9a, 9b). 9. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel les pans de réflexion secondaire (10a, 10b) sont plans. 10. Dispositif selon la revendication 8 dans lequel les pans de réflexion secondaire (10a, 10b) ont une section curviligne concave ou convexe suivant une direction perpendiculaire à l'épaisseur de la nappe (1). 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel la nappe (1) est plane. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel la source lumineuse est une diode électroluminescente (15). 13. Système d'éclairage et/ ou de signalisation pour véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une des revendications précédentes et une nappe additionnelle (11) ayant une orientation différant de celle de la nappe (1), la tranche de sortie (2) de la nappe (1) et une tranche d'entrée de la nappe additionnelle (11) étant couplées par une portion angulaire pourvue d'un plan de réflexion (12) configuré pour diriger les rayons lumineux sortant de la tranche de sortie (2) de la nappe (1) dans la nappe additionnelle (11). 14. Système selon la revendication précédente dans lequel la nappe (1) et la nappe additionnelle (11) sont planes et forment un angle de 90°.