Brevet FR3062486A1 — publié le 20180803

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne les guides de lumière fournissant un éclairage d'ambiance, par exemple dans un véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un guide de lumière et un ensemble optique comprenant un tel guide de lumière. L'invention s'applique particulièrement avantageusement dans le cas où l'on souhaite proposer une surface éclairée, de couleur variable et à moindre coût, par exemple dans l'habitacle d'un véhicule. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE On connaît des éclairages d'ambiance comprenant un guide de lumière dont une surface d'entrée est éclairée par une source de lumière et dont la face de sortie forme ainsi une surface éclairée visible par l'utilisateur. On souhaite parfois (pour des motifs fonctionnels ou esthétiques) que la surface éclairée puisse prendre plusieurs couleurs distinctes, par exemple rouge, jaune et verte. On peut utiliser pour ce faire une source lumineuse de couleur réglable, par exemple une source multicolore à base de diodes électroluminescente (généralement dénommée sous le terme "LED RGB" pour "Light Emitting Diode 20 Red Green Blue"). Cette solution est toutefois couteuse et n'est donc pas adaptée lorsque l'on souhaite obtenir une surface éclairée de couleur variable à moindre coût. OBJET DE L'INVENTION Dans ce contexte, la présente invention propose un guide de lumière 25 présentant une face de sortie et une face d'entrée allongée comportant une première partie allongée et une seconde partie allongée juxtaposées selon la largeur de la face d'entrée, le guide de lumière comportant, au droit de ladite première partie, un premier élément optique et un second élément optique, et, au droit de ladite seconde partie, un troisième élément optique et un quatrième 30 élément optique, le premier élément optique jouxtant le quatrième élément optique dans la largeur de la face d'entrée allongée, le second élément optique jouxtant le troisième élément optique dans la largeur de la face d'entrée allongée, le premier élément optique étant conçu pour réfléchir, en direction au moins dudit second élément optique, un premier flux lumineux reçu de la face d'entrée, et le second 3062486 2 élément optique étant conçu pour transmettre en direction de la face de sortie un second flux lumineux reçu sur la face d'entrée et pour réfléchir en direction de la face de sortie le premier flux lumineux réfléchi par ledit premier élément optique, le troisième élément optique étant conçu pour réfléchir, en direction au moins dudit 5 quatrième élément optique, un troisième flux lumineux reçu de la face d'entrée, et le quatrième élément optique étant conçu pour transmettre, en direction de la face de sortie, un quatrième flux lumineux reçu sur la face d'entrée et pour réfléchir, en direction de la face de sortie, le troisième flux lumineux réfléchi par ledit troisième élément optique. 10 Un tel guide de lumière est ainsi adapté à être éclairé d'une première couleur au niveau des premier et quatrième éléments optiques, et d'une seconde couleur au niveau des second et troisième éléments optiques. Du fait de la construction du guide de lumière, lors de l'éclairement par la première couleur, le second élément optique (par réflexion) et le quatrième 15 élément optique (par réfraction) transmettront de la lumière vers la face de sortie, ce qui permet d'illuminer la face de sortie au droit de l'ensemble de ces éléments optiques. De même, lors de l'éclairement par la seconde couleur, le second élément optique (par réfraction) et le quatrième élément optique (par réflexion) transmettront de la lumière vers la face de sortie, ce qui permet d'illuminer la face de sortie au droit de l'ensemble de ces éléments optiques. En outre, en utilisant simultanément l'éclairement par la première couleur et l'éclairement par la seconde couleur, on obtient sur la face de sortie (au droit de l'ensemble des éléments optiques) une troisième couleur formée par composition additive des première et seconde couleurs. Selon d'autres caractéristiques envisageables à titre optionnel (et donc non limitatif) : - la face de sortie a une surface inférieure à la face d'entrée ; - le second élément optique et le quatrième élément optique sont conçus pour éclairer, sur toute la largeur de la face de sortie, respectivement une première région et une seconde région juxtaposées selon la longueur de la face de sortie ; - le premier élément optique comprend un évidement formé dans le guide de lumière à distance de la face d'entrée et présentant une face inclinée par 3062486 3 rapport à la face d'entrée ; - le second élément optique comprend un évidement formé dans la face d'entrée et présentant une face orientée vers le premier élément optique ; - le troisième élément optique comprend un évidement formé dans le 5 guide de lumière à distance de la face d'entrée et présentant une face inclinée par rapport à la face d'entrée ; - le quatrième élément optique comprend un évidement formé dans la face d'entrée et présentant une face orientée vers le troisième élément optique ; - ladite première partie comprend une alternance de premiers éléments 10 optiques et de seconds éléments optiques ; - ladite seconde partie comprend une alternance de troisièmes éléments optiques et de quatrièmes éléments optiques ; - chaque premier élément optique jouxte un desdits quatrièmes éléments optiques dans la largeur de la face d'entrée ; 15 - chaque second élément optique jouxte un desdits troisièmes éléments optiques dans la largeur de la face d'entrée ; - le guide de lumière est réalisé dans au moins deux matières distinctes : le guide de lumière est par exemple bi-matière (le guide de lumière pouvant être réalisé dans un matériau transparent dans une partie portant notamment la face 20 d'entrée et/ou dans un matériau diffusant dans une autre partie portant notamment la face de sortie). L'invention propose également un ensemble optique comprenant un guide de lumière tel que mentionné ci-dessus, une première source de lumière agencée pour éclairer ledit premier élément optique et le quatrième élément 25 optique, et une seconde source de lumière agencée pour éclairer ledit second élément optique et le troisième élément optique. La première source de lumière présente par exemple une longueur d'onde caractéristique comprise entre 600 nm et 700 nm ; la seconde source de lumière peut quant à elle par exemple présenter une longueur d'onde 30 caractéristique comprise entre 450 nm et 550 nm. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. 3062486 4 Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente en perspective un guide de lumière selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus d'un ensemble optique comprenant le 5 guide de lumière de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de côté de l'ensemble optique de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue de dessous de l'ensemble optique de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue de face de l'ensemble optique de la figure 2 ; - la figure 6 représente une première variante de réalisation du guide de 10 lumière ; et - la figure 7 représente une seconde variante de réalisation du guide de lumière. On a représenté sur les figures 2 à 4 un ensemble optique comprenant un guide de lumière 2 (également visible en figure 1) et une plaque d'éclairage 5. 15 Le guide de lumière 2, réalisé ici sous la forme d'un barreau allongé ou jonc, comprend une face d'entrée allongée et une face de sortie 30. Comme bien visible sur la figure 3, la surface de la face de sortie 30 est inférieure à la surface de la face d'entrée. Le guide de lumière 2 a en effet ici une forme générale en pointe vers la face de sortie 30 de sorte que la surface en 20 section du guide de lumière 2 diminue continument entre la face d'entrée et la face de sortie 30. La face d'entrée allongée comporte une première partie allongée 10 (en haut sur les figures 1 et 3) et une seconde partie allongée 20 (en bas sur les figures 1 et 3) juxtaposées selon la largeur de la face d'entrée. 25 Le guide de lumière 2 comprend donc une première face principale 15 reliant (selon la direction de propagation de la lumière comme expliqué plus loin) la première partie allongée 10 et la face de sortie 30, et une seconde face principale 25 reliant (également selon la direction de propagation de la lumière) la seconde face allongée 20 et la face de sortie 30. 30 Le guide de lumière 2 est réalisé dans une ou plusieurs matières translucides. Dans l'exemple décrit ici, comme bien visible sur les figures, le guide de lumière 2 est bi-matière : le guide de lumière 2 est réalisé dans un matériau transparent dans une partie portant notamment la face d'entrée et dans un matériau diffusant dans une autre partie portant notamment la face de sortie 30. 3062486 5 La plaque d'éclairage 5 porte, sur un support 50, une alternance de premières sources de lumière 52 et de secondes sources de lumière 54. Les premières sources de lumière 52 sont par exemple des sources monochromes d'une première couleur. Les premières sources de lumière 52 5 présentent ici une longueur d'onde caractéristique comprise entre 600 nm et 700 nm et sont donc de couleur rouge. En pratique, les premières sources de lumière 52 sont par exemple des diodes électroluminescentes. Les secondes sources de lumière 54 sont par exemple des sources monochromes d'une seconde couleur. Les secondes sources de lumière 54 10 présentent ici une longueur d'onde caractéristique comprise entre 450 nm et 550 nm et sont donc de couleur verte. En pratique, les secondes sources de lumière 54 sont par exemple des diodes électroluminescentes. Comme bien visible sur les figures 1 et 2, le guide de lumière 2 comporte, au niveau de la première partie 10 de sa face d'entrée, une alternance 15 de premiers éléments optiques 12 et de seconds éléments optiques 14. Les premiers éléments optiques 12 sont chacun formés par un évidement de la première face principale 15 du guide de lumière 2 ; cet évidement est situé à distance de la face d'entrée et présente une face inclinée 13 par rapport à la face d'entrée. Cette face inclinée 13 est orientée (i.e. la normale à 20 cette face inclinée 13 est dirigée) vers un second élément optique 14 voisin du premier élément optique 12 concerné. Dans le mode de réalisation décrit ici, les premiers éléments optiques 12 sont chacun formés par un évidement triangulaire dont un premier côté est parallèle à la face d'entrée, dont un second côté forme une face inclinée 13 telle 25 que décrite ci-dessus orientée vers un second élément optique 14 voisin, et dont un troisième côté forme une autre face inclinée telle que décrite ci-dessus orientée vers l'autre second élément optique voisin. Les seconds éléments optiques 14 sont chacun formés par un évidement de la face d'entrée (au niveau de sa première partie 10) et présentent une face 30 orientée vers le premier élément optique 12 voisin. Dans l'exemple décrit ici, les seconds éléments optiques 14 comprennent deux faces respectivement orientées vers les deux premiers éléments optiques 12 voisins. Précisément, la face inclinée 13 de chaque premier élément optique 12 3062486 6 et la face susmentionnée du second élément optique 14 sont chacune orientées à 45° par rapport à la face d'entrée (et sont donc parallèles entre elles). Comme bien visible sur les figures 2 et 5, les premières sources de lumière 52 sont respectivement situées au droit des premiers éléments optiques 5 12 ; chaque première source de lumière 52 est ainsi agencée pour éclairer un desdits premiers éléments optiques 12. Les secondes sources de lumière 54 sont quant à elles respectivement situées au droit des seconds éléments optiques 14 ; chaque seconde source de lumière 54 est ainsi agencée pour éclairer un desdits seconds éléments optiques 14. 10 Comme illustré en figure 2, grâce à la configuration des premiers et seconds éléments optiques 12, 14 présentée ci-dessus, chaque premier élément optique 12 réfléchit, en direction d'au moins un second élément optique 14 (ici en direction de deux seconds éléments optiques), un premier flux lumineux R1 reçu d'une première source lumineuse 52 à travers la face d'entrée ; le second élément 15 optique 14 permet quant à lui de transmettre en direction de la face de sortie 30 un second flux lumineux R2 reçu d'une seconde source lumineuse 54 sur la face d'entrée et de réfléchir en direction de la face de sortie 30 le premier flux lumineux R1 susmentionné (après réflexion sur le premier élément optique 12). Comme bien visible sur la figure 4, le guide de lumière 2 comporte, au 20 niveau de la seconde partie 20 de sa face d'entrée, une alternance de troisièmes éléments optiques 22 et de quatrièmes éléments optiques 24. Les troisièmes éléments optiques 22 sont chacun formés par un évidement de la seconde face principale 25 du guide de lumière 2 ; cet évidement est situé à distance de la face d'entrée et présente une face inclinée 23 par 25 rapport à la face d'entrée. Cette face inclinée 23 est orientée vers un quatrième élément optique 24 voisin du troisième élément optique 22 concerné. Dans le mode de réalisation décrit ici, les troisièmes éléments optiques 22 sont chacun formés par un évidement triangulaire dont un premier côté est parallèle à la face d'entrée, dont un second côté forme une face inclinée 23 telle 30 que décrite ci-dessus orientée vers un quatrième élément optique 24 voisin, et dont un troisième côté forme une autre face inclinée telle que décrite ci-dessus orientée vers l'autre quatrième élément optique voisin. Les quatrièmes éléments optiques 24 sont chacun formés par un évidement de la face d'entrée (au niveau de sa seconde partie 20) et présentent 3062486 7 une face orientée vers le troisième élément optique 22 voisin. Dans l'exemple décrit ici, les quatrièmes éléments optiques 24 comprennent deux faces respectivement orientées vers les deux troisièmes éléments optiques 22 voisins. 5 Précisément, la face inclinée 23 de chaque troisième élément optique 22 et la face susmentionnée du quatrième élément optique 24 sont chacune orientées à 45° par rapport à la face d'entrée (et sont donc parallèles entre elles). Comme visible sur la figure 1, sur la figure 4 (où les premiers éléments optiques 12 et les seconds éléments optiques 14 sont représentés en pointillés) et 10 sur la figure 5, chaque premier élément optique 12 jouxte un quatrième élément optique 24 dans la largeur de la face d'entrée allongée ; de même, chaque second élément optique 14 jouxte un troisième élément optique 22 dans la largeur de la face d'entrée allongée. Ainsi, comme bien visible en figure 5, chaque première source de 15 lumière 52 est respectivement située au droit d'un quatrième élément optique 24 et éclaire donc ce quatrième élément optique 24. De même, chaque seconde source de lumière 54 est située au droit d'un troisième élément optique 22 et éclaire ce troisième élément optique 22. Comme illustré en figure 4, grâce à la configuration des troisièmes et 20 quatrièmes éléments optiques 22, 24 présentée ci-dessus, chaque troisième élément optique 22 réfléchit, en direction d'au moins un quatrième élément optique 24 (ici en direction de deux tels quatrièmes éléments optiques), un troisième flux lumineux R3 reçu de la seconde source de lumière 54 concernée à travers la face d'entrée ; le quatrième élément optique 24 transmet quant à lui, en 25 direction de la face de sortie 30, un quatrième flux lumineux R4 reçu de la première source lumineuse concernée 52 sur la face d'entrée et réfléchit, en direction de la face de sortie 30, le troisième flux lumineux R3 précité (après réflexion par le troisième élément optique 22). Du fait que le guide de lumière 2 a une forme en pointe vers la face de 30 sortie 30, le second élément optique 14 (bien que situé seulement au droit de la première partie 10 de la face d'entrée) éclaire la face de sortie 30 sur toute sa largeur. Précisément, le second élément optique 14 éclaire principalement une première région Z1 de la face de sortie 30 sur toute la largeur de la face de sortie 30. (On remarque qu'en pratique, les rayons lumineux passant par le second 3062486 8 élément optique 14 peuvent pour partie atteindre des régions de la face de sortie 30 autres que la première région Z1, en particulier du fait de la présence de la partie en matériau diffusant déjà mentionnée.) De même, le quatrième élément optique 24 (bien que située seulement 5 au droit de la seconde partie 20 de la face d'entrée) éclaire la face de sortie 30 sur toute sa largeur. Précisément, le quatrième élément optique 24 éclaire principalement une seconde région Z2 de la face de sortie 30 sur toute la largeur de la face de sortie 30 (la première région et la seconde région étant juxtaposées selon la longueur de la face de sortie 30). (Ici également, les rayons lumineux 10 passant par le quatrième élément optique 24 peuvent pour partie atteindre en pratique des régions de la face de sortie 30 autres que la seconde région Z2, en particulier du fait de la présence de la partie en matériau diffusant déjà mentionnée.) Lorsque les premières sources de lumière 52 sont allumées (les 15 secondes sources de lumière 54 étant éteintes), les seconds éléments optiques 14 transmettent vers la face de sortie 30 la lumière ayant la première couleur (ici rouge) produite par les premières sources de lumière 52, réfléchie par les premiers éléments optiques 12, puis réfléchie par le second élément optique 14 concerné lui-même ; les quatrièmes éléments optiques 24 transmettent quant à 20 eux par réfraction vers la face de sortie 30 la lumière ayant la première couleur (ici rouge) produite par les premières sources de lumière 52. Les seconds et quatrièmes éléments optiques 14, 24 couvrant (alternativement) toute la longueur du guide optique 2, on obtient une illumination (de couleur rouge) homogène de la face de sortie 30 sur toute sa longueur 25 (l'homogénéité étant encore améliorée grâce à la présence de la partie en matériau diffusant au niveau de la face de sortie 30). Lorsque les secondes sources de lumière 54 sont allumées (les premières sources de lumière 52 étant éteintes), les quatrièmes éléments optiques 24 transmettent vers la face de sortie 30 la lumière ayant la seconde 30 couleur (ici verte) produite par les secondes sources de lumière 54, réfléchie par les troisièmes éléments optiques 22, puis réfléchie par le quatrième élément optique 24 concerné lui-même ; les seconds éléments optiques 14 transmettent quant à eux par réfraction vers la face de sortie 30 la lumière ayant la seconde couleur (ici verte) produite par les secondes sources de lumière 54. 3062486 9 On obtient ainsi une illumination (de couleur verte) homogène de la face de sortie 30 sur toute sa longueur (l'homogénéité étant encore améliorée grâce à la présence de la partie en matériau diffusant au niveau de la face de sortie 30) Lorsque les premières sources de lumière 52 et les secondes sources de 5 lumière 54 sont allumées, on obtient sur toute la longueur de la face de sortie 30 une illumination homogène d'une troisième couleur (ici jaune) formée par composition additive des première et seconde couleurs. Selon des variantes possibles de réalisation du guide de lumière, la face d'entrée peut comporter des éléments optiques additionnels, au niveau en 10 particulier des premiers éléments optiques 12 et/ou des troisièmes éléments optiques 22. Ces éléments optiques additionnels peuvent être par exemple des lentilles 60 (figure 6), ou des mini-lentilles 70 (figure 7), permettant de collimater le faisceau lumineux reçu de la source 52, 54 concernée en direction du premier ou 15 troisième élément optique 12, 22 concerné. REVENDICATIONS1. Guide de lumière (2) présentant une face de sortie (30) et une face d'entrée allongée comportant une première partie allongée (10) et une seconde partie allongée (20) juxtaposées selon la largeur de la face d'entrée, le guide de lumière comportant, au droit de ladite première partie (10), un premier élément optique (12) et un second élément optique (14), et, au droit de ladite seconde partie (20), un troisième élément optique (22) et un quatrième élément optique (24), le premier élément optique (12) jouxtant le quatrième élément optique (24) dans la largeur de la face d'entrée allongée, le second élément optique (14) jouxtant le troisième élément optique (22) dans la largeur de la face d'entrée allongée, le premier élément optique (12) étant conçu pour réfléchir, en direction au moins dudit second élément optique (14), un premier flux lumineux (R1) reçu de la face d'entrée, et le second élément optique (14) étant conçu pour transmettre en direction de la face de sortie (30) un second flux lumineux (R2) reçu sur la face d'entrée et pour réfléchir en direction de la face de sortie (30) le premier flux lumineux (R1) réfléchi par ledit premier élément optique (12), le troisième élément optique (22) étant conçu pour réfléchir, en direction au moins dudit quatrième élément optique (24), un troisième flux lumineux (R3) reçu de la face d'entrée, et le quatrième élément optique (24) étant conçu pour transmettre, en direction de la face de sortie (30), un quatrième flux lumineux (R4) reçu sur la face d'entrée et pour réfléchir, en direction de la face de sortie (30), le troisième flux lumineux (R3) réfléchi par ledit troisième élément optique (22). 2. Guide de lumière selon la revendication 1, dans lequel la face de sortie (30) a une surface inférieure à la face d'entrée. 3. Guide de lumière selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le second élément optique (14) et le quatrième élément optique (24) sont conçus pour éclairer, sur toute la largeur de la face de sortie (30), respectivement une première région (Z1) et une seconde région (Z2) juxtaposées selon la longueur de la face de sortie (30). 3062486 11 4. Guide de lumière selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le premier élément optique (12) comprend un évidement formé dans le guide de lumière (2) à distance de la face d'entrée et présentant une face 5 inclinée (13) par rapport à la face d'entrée. 5. Guide de lumière selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le second élément optique (14) comprend un évidement formé dans la face d'entrée et présentant une face orientée vers le premier élément optique (12). 10 6. Guide de lumière selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ladite première partie (10) comprend une alternance de premiers éléments optiques (12) et de seconds éléments optiques (14) et dans lequel ladite seconde partie (20) comprend une alternance de troisièmes éléments optiques 15 (22) et de quatrièmes éléments optiques (24). 7. Guide de lumière selon la revendication 6, dans lequel chaque premier élément optique (12) jouxte un desdits quatrièmes éléments optiques (24) dans la largeur de la face d'entrée et dans lequel chaque second élément optique (14) 20 jouxte un desdits troisièmes éléments optiques (22) dans la largeur de la face d'entrée. 8. Guide de lumière selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, réalisé dans au moins deux matières distinctes. 25 9. Ensemble optique comprenant un guide de lumière selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, une première source de lumière (52) agencée pour éclairer ledit premier élément optique (12) et le quatrième élément optique (24), et une seconde source de lumière (54) agencée pour éclairer ledit 30 second élément optique (14) et le troisième élément optique (22). 10. Ensemble optique selon la revendication 9, dans lequel la première source de lumière (52) présente une longueur d'onde caractéristique comprise entre 600 nm et 700 nm. 3062486 12 11. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, dans lequel la seconde source de lumière (54) présente une longueur d'onde caractéristique comprise entre 450 nm et 550 nm.