Brevet FR3039250A1 — publié le 20170127

ÉLÉMENT OPTIQUE À PIÈCE MONOBLOC, POUR UN BLOC OPTIQUE SANS GLACE L'invention concerne les blocs optiques sans glace, éventuellement de véhicule. Comme le sait l'homme de l'art, l'utilisation d'une glace (en verre ou en plastique) en sortie d'un bloc optique induit des pertes optiques de 10% à 15%. Il a donc été récemment proposé de fabriquer certains bocs optiques la sans glace, et plus précisément d'utiliser leur lentille non seulement en tant qu'élément optique participant à au moins une fonction photométrique, mais également en tant qu'élément de protection définissant la face de sortie. Dans ce cas, le bloc optique comprend généralement une source de photons couplée à un réflecteur, une lentille (généralement asphérique), et au moins 15 un cache assurant la liaison entre le réflecteur et la lentille et l'étanchéité vis- à-vis des lumières parasites externes, de la poussière et de l'eau (notamment l'humidité et la condensation). Un joint d'étanchéité assure par ailleurs l'étanchéité du bloc optique à l'interface entre sa lentille et l'extrémité avant de son cache. 20 Avec une telle architecture, ce type de bloc optique demeure relativement encombrant suivant la direction longitudinale, et son étanchéité s'avère difficile en pratique à obtenir, notamment au niveau de sa face de sortie (définie par la face avant de sa lentille). L'invention a notamment pour but d'améliorer la situation. 25 Elle propose notamment à cet effet un élément optique destiné à équiper un bloc optique sans glace et comprenant une source propre à délivrer des photons destinés à participer à au moins une fonction photométrique. Cet élément optique se caractérise par le fait : - qu'il comprend une pièce monobloc, réalisée dans un matériau transparent 30 aux photons, et comprenant une face d'entrée agencée de manière à permettre une entrée dans une zone interne des photons délivrés, une face 3039250 2 arrière agencée de manière à réfléchir vers la zone interne les photons délivrés qui sont entrés par la face d'entrée, et une face avant destinée à constituer une face de sortie du bloc optique et propre à délivrer des photons sortants ayant été préalablement réfléchis par la face arrière, et 5 - qu'au moins les faces arrière et avant de la pièce monobloc présentent des formes prédéfinies propres à rendre ensemble les photons sortants adaptés à la fonction photométrique. Grâce à cet élément optique compact, on peut désormais fabriquer un bloc optique plus compact (notamment suivant une direction longitudinale), 1 o et dont l'étanchéité est plus facile à réaliser du fait que sa zone d'étanchéité est plus petite. L'élément optique selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : 15 les face arrière et face avant peuvent être convexes par rapport à l'extérieur ; la face d'entrée peut présenter une forme prédéfinie propre à rendre, avec les formes prédéfinies des face arrière et face avant, les photons sortants adaptés à la fonction photométrique ; 20 la zone interne peut être pleine. En variante, la zone interne peut comprendre un logement présentant également une forme prédéfinie propre à rendre, avec les formes des face arrière et face avant ainsi qu'éventuellement avec une forme prédéfinie de la face d'entrée, les photons sortants adaptés à la fonction photométrique ; 25 la face arrière peut être munie d'une couche réflectrice sur un côté externe orienté vers l'extérieur ; le matériau peut être choisi parmi (au moins) un verre et une matière plastique. L'invention propose également un bloc optique sans glace et 30 comprenant une source propre à délivrer des photons destinés à participer à au moins une fonction photométrique, un support sur lequel est solidarisée la source, et un élément optique du type de celui présenté ci-avant et ayant sa 3039250 3 face d'entrée solidarisée au support en regard de la source, avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un bloc optique du type de celui 5 présenté ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe dans un plan vertical XZ, un premier exemple de bloc optique comprenant un premier exemple de réalisation d'un élément optique selon l'invention, et la figure 2 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe dans le plan vertical XZ, un second exemple de bloc optique comprenant un second exemple de réalisation d'un élément optique selon l'invention. L'invention a notamment pour but de proposer un élément optique EO destiné à équiper un bloc optique BO sans glace. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le bloc optique BO est destiné à équiper un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. En effet, un bloc optique BO, selon l'invention, peut équiper tout type de système ou installation pouvant être équipé d'un dispositif d'éclairage. Ainsi, elle concerne tout type de véhicule, terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien, et les bâtiments, notamment. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le bloc optique BO est un phare (ou projecteur avant). Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de bloc optique. Ainsi, elle concerne également les feux arrières. D'une manière générale, l'invention concerne tout bloc optique remplissant au moins une fonction photométrique. Dans le cas d'un véhicule, la fonction photométrique peut concerner l'éclairage, ou la signalisation du véhicule ou d'un événement relatif au véhicule, ou encore une fonction lumineuse esthétique. A titre d'exemple non limitatif, une fonction photométrique d'éclairage 3039250 4 peut être une fonction de feu de croisement (ou code), une fonction de feu antibrouillard, ou une fonction de feu de route. Egalement à titre d'exemple non limitatif, une fonction photométrique de signalisation peut être une fonction d'indicateur de 5 changement de direction (ou clignotant), une fonction de feu de stop, une fonction de feu de position (ou veilleuse ou encore lanterne), une fonction de feu de jour (ou DRL (pour « Daytime running Light (or Lamp) » - signalisation lumineuse allumée automatiquement lorsque le véhicule est mis en fonctionnement pendant le jour)), ou une fonction d'accueil (ou de courtoisie). 1 o Sur les figures, la direction X est une direction dite longitudinale, sensiblement parallèle, ici, aux côtés latéraux d'un véhicule qui comportent respectivement les portes latérales (ou portières), la direction Y est une direction dite transversale, perpendiculaire à la direction longitudinale X (et donc ici aux côtés latéraux du véhicule), et la direction Z est une direction dite 15 verticale, perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y. On a schématiquement illustré sur les figures 1 et 2 deux exemples de bloc optique BO comprenant des exemples de réalisation différents d'éléments optiques EO selon l'invention. Comme illustré, ces blocs optiques BO comprennent chacun un 20 support SS, une source de photons SP, au moins un joint d'étanchéité JE, et un élément optique EO. On notera que dans les exemples illustrés non limitativement sur les figures 1 et 2 les blocs optiques BO n'assurent qu'une unique fonction d'éclairage. Mais ils pourraient assurer au moins une autre fonction 25 d'éclairage et/ou une fonction de signalisation du véhicule ou d'un événement relatif au véhicule. La source de photons SP est solidarisée fixement au support SS et agencée de manière à délivrer des photons qui sont destinés à participer à au moins une fonction photométrique. 30 Par exemple, la source de photons SP peut comporter au moins une diode électroluminescente (ou LED). En variante, elle peut comporter au moins une diode laser ou une lampe (ou ampoule). Le support SS peut, par exemple, comprendre une embase destinée 3039250 5 à être solidarisée fixement (ici) à un véhicule, et une carte à circuits intégrés sur laquelle est solidarisée la source (de photons) SP et comprenant les moyens de commande et d'alimentation de cette dernière (SP). L'élément optique EO comprend principalement une pièce monobloc 5 PM qui est réalisée dans un matériau transparent aux photons, au moins dans une bande spectrale choisie, comme par exemple celle comprenant des longueurs d'onde appartenant au spectre visible. Mais en variante ce matériau pourrait être également ou en remplacement transparent aux photons ultraviolets (UV) ou infrarouges (IR), notamment pour la vision de io nuit. Par exemple, ce matériau peut être un verre ou une matière plastique, éventuellement synthétique, telle que le poly-méthacrylate de méthyle (ou PMMA), le polycarbonate (PC), ou le polyacrylate. La pièce monobloc PM peut, par exemple, être réalisée par moulage. 15 Mais, elle pourrait également être réalisée par usinage, par exemple. Par ailleurs, la pièce monobloc PM comprend une face d'entrée FE, une face arrière FR et une face avant FV qui délimitent ensemble une zone interne ZI. La face d'entrée FE est destinée à être solidarisée au support SS en 20 regard de la source SP, et est agencée de manière à permettre l'entrée dans la zone interne ZI des photons qui sont délivrés par cette source SP. On notera que cette face d'entrée FE peut, éventuellement et comme illustré non limitativement sur la figure 1, comprendre une zone concave ZC dont on comprendra l'utilité plus loin. 25 La solidarisation de l'élément optique EO au support SS peut se faire par différents moyens, et notamment par des vis MF (par exemple deux trois ou quatre). L'utilisation de vis MF impose que des trous filetés soient définis dans la matière définissant la zone interne ZI. En variante, cette solidarisation pourrait se faire par surmoulage ou collage, par exemple. 30 La face arrière FR est agencée de manière à réfléchir vers la zone interne ZI les photons qui ont été délivrés par la source SP puis qui sont entrés dans la zone interne ZI par la face d'entrée FE. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 3039250 6 2, cette face arrière FR peut être munie d'une couche réflectrice CR sur un côté externe orienté vers l'extérieur (du côté arrière du bloc optique BO). Cette couche réflectrice CR peut, par exemple, être une métallisation réalisée par un dépôt. Mais en variante il pourrait s'agir d'une couche de peinture 5 opaque (par exemple noire). On notera que toute technique connue de l'homme de l'art et permettant de rendre la face arrière FR réfléchissante peut être ici utilisée. Ainsi, on pourrait également définir des microstructures, bidimensionnelles (2D) ou tridimensionnelles (3D), par exemple. La face avant FV est destinée à constituer une face de sortie FS du 1 o bloc optique BO et est propre à délivrer des photons sortants ayant été préalablement réfléchis par la face arrière FR. On comprendra en effet qu'en l'absence de glace de protection c'est la face avant FV de l'élément optique EO, qui est située à l'interface avec l'extérieur (du côté avant) et donc qui définit la face de sortie FS du bloc optique BO, qui délivre à l'extérieur les 15 photons sortants participant à la fonction photométrique. L'élément optique EO assure donc la protection du bloc optique BO, et donc le matériau dans lequel il est réalisé doit être très résistant, notamment au niveau de sa face avant FV. Pour ce faire, cette dernière (FV) peut avoir éventuellement subi un traitement. Ce traitement peut, par exemple, être protecteur et/ou anti-UV. On 20 notera qu'en variante ou en complément cette face avant FV peut être munie de microstructures optiques destinées à participer à la photométrie, éventuellement du faisceau lumineux sortant (par exemple pour obtenir un flou de coupure et/ou une illumination de portiques (auto)routiers). La face avant FV définit un dioptre matière/air qui induit une réfraction 25 des photons incidents. On notera que dans les exemples illustrés, les photons sortants définissent un faisceau d'éclairage ayant une direction de propagation moyenne sensiblement parallèle à la direction d'éclairage du bloc optique BO. Mais lorsque ce dernier (BO) assure une fonction de signalisation les photons 30 sortants peuvent avoir des directions de propagation moyennes assez différentes. Au moins les faces arrière FR et avant FV présentent des formes prédéfinies qui sont propres à rendre ensemble les photons sortants adaptés 3039250 7 à la fonction photométrique considérée dans le bloc optique BO. On notera que lorsque la face d'entrée FE comprend une zone concave ZC comme illustré non limitativement sur la figure 1, elle présente une forme prédéfinie qui est propre à rendre, avec les formes prédéfinies des face arrière FR et 5 face avant FV, les photons sortants adaptés à la fonction photométrique considérée dans le bloc optique BO. On comprendra que ces différentes formes prédéfinies des différences faces FV, FR et éventuellement FE sont calculées de manière à participer ensemble à la production des photons sortants. La forme de l'élément optique EO est donc calculée en fonction du 1 o type de fonction photométrique à réaliser. La zone concave ZC est également destinée à optimiser l'injection des photons entrants dans la zone interne ZI. On notera que dans les exemples illustrés non limitativement sur les figures 1 et 2 les face arrière FR et face avant FV présentent des formes générales convexes par rapport à l'extérieur. Mais l'une au moins d'entre elles 15 pourrait présenter une autre forme générale, éventuellement à courbures multiples pour obtenir des formes complexes, éventuellement à surfaces continues. On notera également que les formes calculées peuvent être également destinées à corriger des aberrations chromatiques. Le (chaque) joint d'étanchéité JE est interposé entre la face d'entrée 20 FE et le support SS. Il peut, par exemple, s'agir d'un joint torique en caoutchouc, éventuellement synthétique, ou en élastomère. On comprendra que c'est principalement ce joint d'étanchéité JE qui assure avantageusement l'étanchéité du bloc optique (et en particulier de sa source SP et de ses moyens de commande et d'alimentation) vis-à-vis des lumières parasites 25 externes, de la poussière et de l'eau (notamment l'humidité et la condensation). Cela facilite notablement l'obtention d'une étanchéité de qualité. On notera que l'on interposera également, de préférence, un autre joint d'étanchéité entre la périphérie de la face avant FV et, ici, la partie de la carrosserie où cette face avant FV est installée fixement. 30 On notera également que la position de l'élément optique EO peut être éventuellement réglable en site et/ou en azimut. A cet effet, la position de son support SS peut être éventuellement réglable. On notera également que dans l'exemple illustré non limitativement 3039250 8 sur la figure 1 la zone interne ZI de la pièce monobloc PM est pleine. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, afin de réduire sensiblement le poids de cette pièce monobloc PM, sa zone interne ZI peut, comme illustré non limitativement sur la figure 2, comprendre un logement (ou évidement) L. Ce 5 dernier (L) présente également une forme prédéfinie qui est propre à rendre, avec les formes prédéfinies des face arrière FR et face avant FV et éventuellement de la face d'entrée FE, les photons sortants adaptés à la fonction photométrique considérée dans le bloc optique BO. Cette forme prédéfinie du logement L est définie par une face interne la arrière F1, située du côté de la face arrière FR, et par une face interne avant F2, située du côté de la face avant FV. On comprendra que ces face interne arrière F1 et face interne avant F2 définissent deux dioptres air/matière qui induisent une réfraction des photons incidents et donc qui participent à la production des photons sortants, avec au moins les face arrière FR et face 15 avant FV. REVENDICATIONS1. Elément optique (EO) pour un bloc optique (BO) sans glace et comprenant une source (SP) propre à délivrer des photons destinés à participer à au moins une fonction photométrique, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce monobloc (PM), réalisée dans un matériau transparent auxdits photons, et comprenant une face d'entrée (FE) agencée de manière à permettre une entrée dans une zone interne (ZI) desdits photons délivrés, une la face arrière (FR) agencée de manière à réfléchir vers ladite zone interne (ZI) lesdits photons délivrés qui sont entrés par ladite face d'entrée (FE), et une face avant (FV) destinée à constituer une face de sortie (FS) dudit bloc optique (BO) et propre à délivrer des photons sortants ayant été préalablement réfléchis par ladite face arrière (FR), et en ce qu'au moins 15 lesdites faces arrière (FR) et avant (FV) présentent des formes prédéfinies propres à rendre ensemble lesdits photons sortants adaptés à ladite fonction photométrique. 2. Elément optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites face arrière (FR) et face avant (FV) sont convexes par rapport à 20 l'extérieur. 3. Elément optique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite face d'entrée (FE) présente une forme prédéfinie propre à rendre, avec lesdites formes prédéfinies des face arrière (FR) et face avant (FV), lesdits photons sortants adaptés à ladite fonction photométrique. 25 4. Elément optique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite zone interne (ZI) est pleine. 5. Elément optique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite zone interne (ZI) comprend un logement (L) présentant également une forme prédéfinie propre à rendre, avec lesdites formes 30 prédéfinies des face arrière (FR) et face avant (FV) ainsi qu'éventuellement avec une forme prédéfinie de ladite face d'entrée (FE), lesdits photons sortants adaptés à ladite fonction photométrique. 6. Elément optique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en 3039250 ce que ladite face arrière (FR) est munie d'une couche réflectrice (CR) sur un côté externe orienté vers l'extérieur. 7. Elément optique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit matériau est choisi dans un groupe comprenant un verre et une 5 matière plastique. 8. Bloc optique (BO) sans glace et comprenant une source (SP) propre à délivrer des photons destinés à participer à au moins une fonction photométrique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un support (SS) sur lequel est solidarisée ladite source (SP), et un élément optique (EO) selon 10 l'une des revendications précédentes, ayant sa face d'entrée (FE) solidarisée audit support (SS) en regard de ladite source (SP), avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité (JE). 9. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un bloc optique (BO) selon la revendication 8. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.