Brevet FR3064046A1 — publié le 20180921

BFR2020 Texte à déposer 3064046 1 "Module optique comportant deux nappes de guidage" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne un module optique pour un véhicule automobile, comportant : - une première nappe de guidage arrière comprenant une portion active équipée d'une face arrière qui comporte une première série de facettes de découplage étagées et alternées lo avec une deuxième série de facettes de réflexion, chaque facette de découplage étant configurée pour dévier des rayons lumineux se propageant dans la nappe de guidage vers une face avant de la nappe de guidage avec un angle incident leur permettant de traverser ladite face avant selon une direction globalement 15 longitudinale ; - une deuxième nappe de guidage avant comprenant une portion active équipée d'une face arrière qui comporte une première série de facettes de découplage étagées et alternées avec une deuxième série de facettes de réflexion, chaque facette 20 de découplage étant configurée pour dévier des rayons lumineux se propageant dans la nappe de guidage vers une face avant de la nappe de guidage avec un angle incident leur permettant de traverser ladite face avant ; - la première nappe de guidage étant agencée pour que 25 des rayons lumineux réfléchis par chaque facette de découplage de la première nappe de guidage traversent une facette de réflexion de la deuxième nappe de guidage. ARRIERE PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTION 30 Dans le domaine de l'éclairage et de la signalisation des véhicules automobiles, il est courant d'utiliser des nappes de guidage, parfois appelées "guides optiques". Une nappe de BFR2020 Texte à déposer 3064046 2 guidage est, très schématiquement un élément plat et allongé de matière transparente. A proximité d'un des bords de la nappe, est agencée une face d'entrée en vis-à-vis de laquelle est disposée une source 5 lumineuse, par exemple une diode électroluminescente. Les rayons lumineux émis par cette source se propagent par réflexion totale dans la longueur de la nappe en direction de son extrémité opposée. Au moins une partie des rayons lumineux se propageant dans la nappe sort par une face dite face avant de la nappe grâce à la présence de facettes de découplage réfléchissantes disposées sur une face, dite face arrière, opposée à la face avant. La nappe émet ainsi de la lumière dans une direction globalement longitudinale. Une telle nappe de guidage présente l'avantage d'éclairer à travers une grande surface de sortie tout en présentant un encombrement très restreint dans le sens de l'épaisseur de la nappe. Cependant, de telles nappes de guidage émettent la 20 lumière selon une direction privilégiée. Il est donc délicat d'assurer un aspect homogène de la surface éclairante. Un tel problème se pose de manière d'autant plus sensible lorsque deux nappes sont agencées l'une derrière l'autre. On a en effet constaté que les facettes de découplage de la nappe avant 25 empêchaient le passage des rayons lumineux émis par la face avant de la nappe de guidage arrière. Il en résulte un éclairage peu homogène. BREF RESUME DE L'INVENTION 30 L'invention propose un module optique du type décrit précédemment, caractérisé en ce que la face avant de la nappe BFR2020 Texte à déposer 3064046 3 de guidage avant est pourvue de moyens optiques de diffusion de la lumière. Une "nappe de guidage" est ici définie comme étant une pièce pleine réalisée dans un matériau tel que des rayons 5 lumineux peuvent se propager à l'intérieur de cette pièce par réflexion interne totale sur les parois intérieures de cette pièce. Chaque nappe de guidage forme ainsi un guide optique présentant une épaisseur très largement inférieure à ses autres dimensions. 10 Les facettes de réflexion de chaque nappe de guidage sont orientées verticalement pour permettre la propagation des rayons lumineux à l'intérieur de la portion active de la nappe de guidage associée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : 15 - la face avant de la nappe de guidage avant présente un état de surface diffusant la lumière ; - la face avant de la nappe de guidage avant est grainée ; - les moyens optiques de diffusion de la lumière sont des motifs de dimensions sensiblement micrométriques, notamment des tores ; - la face avant de la nappe de guidage avant est revêtue d'une couche de matériau diffusant la lumière ; - les portions actives des deux nappes de guidage s'étendent parallèlement à distance l'une de l'autre ; chaque portion active s'étend plus précisément dans un plan légèrement incliné par rapport à la direction verticale de manière que l'extrémité supérieure soit légèrement avancée par rapport à 1"extrémité inférieure ; - chaque nappe de guidage comporte une portion d'entrée de la lumière qui est associée à une source lumineuse ; - la portion d'entrée est raccordée à la portion active par l'intermédiaire d'au moins un coude équipé d'une face biseautée BFR2020 Texte à déposer 3064046 4 qui réfléchit les rayons lumineux globalement en direction du plan de la portion active de la nappe de guidage ; - en projection verticale, la face arrière de chaque nappe de guidage coïncide avec la face biseauté associée ; 5 - la nappe de guidage arrière comporte une portion d'entrée qui s'étend sensiblement longitudinalement vers l'arrière ; les termes "arrière" et "avant sont déterminés par rapport à l'axe optique du module, c'est-à-dire la direction globale d'émission, d'arrière en avant, des faisceaux issus de la face 10 avant de la nappe avant ; - la nappe de guidage avant comporte une portion d'entrée qui s'étend sensiblement verticalement vers le bas au-dessous de la portion active, la portion d'entrée étant décalée longitudinalement vers l'arrière par rapport à la portion active ; 15 - chaque nappe de guidage participe à la réalisation d'une fonction d'éclairage ou de signalisation différente. La première nappe de guidage est associée à une première source lumineuse pour participer à la réalisation d'une première fonction photométrique réglementaire. La deuxième nappe de guidage est 20 associée à une deuxième source lumineuse pour participer à la réalisation d'une deuxième fonction photométrique réglementaire. Le cas échéant, ces fonctions photométriques peuvent être choisies parmi les fonctions suivantes : feu stop, feu de position, indicateur de direction, feu diurne, feu de recul. 25 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui 30 va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective arrière qui représente un module optique qui est réalisé selon les BFR2020 Texte à déposer 3064046 5 enseignements de l'invention et qui est équipé de deux sources lumineuses ; - la figure 2 est une vue de côté du module optique de la figure 1 ; 5 - la figure 3 est une vue de détail à plus grande échelle qui représente les coudes des nappes de guidage du module optique de la figure 1, les rayons lumineux se propageant dans chacune des nappes de guidage étant représentés par des flèches ; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2 sur lo laquelle on a matérialisé la projection verticale de la face arrière de la nappe de guidage avant sur une face biseautée d'un coude de ladite nappe de guidage ; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 qui représente une variante de réalisation dans laquelle la portion 15 active des nappes de guidage est plus haute que sur l'exemple représenté à la figure 4. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES 20 Dans la suite de la description, on adoptera à titre non limitatif des directions longitudinale, orientée d'arrière en avant, verticale, orientée de bas en haut, et transversale, orientée de gauche à droite, qui sont indiquées par le trièdre "L,V,T" des figures. Ces directions sont utilisées à titre de repère 25 géométrique. A cet égard, la direction verticale de correspond pas nécessairement à la direction de la gravité terrestre. Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique et/ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références. 30 On a représenté aux figures 1 et 2 un dispositif 10 lumineux, notamment d'éclairage et/ou de signalisation, pour un véhicule automobile. BFR2020 Texte à déposer 3064046 6 Le dispositif 10 lumineux comporte un module 11 optique qui comprend une première nappe 12 de guidage arrière et une deuxième nappe 14 de guidage avant. Chaque nappe 12, 14 de guidage forme un guide optique présentant une épaisseur très 5 largement inférieure à ses autres dimensions. Il est bien entendu que la nappe de guidage selon l'invention pourra présenter d'autres formes que celles illustrées aux figures. Une "nappe de guidage" est ici définie comme étant une 10 pièce pleine réalisée dans un matériau tel que des rayons lumineux peuvent se propager à l'intérieur de cette pièce par réflexion interne totale sur les parois intérieures de cette pièce. Dans le mode de réalisation représenté aux figures, chaque nappe 12, 14 de guidage est réalisée en un matériau 15 transparent tel qu'un polymère transparent en polycarbonate (PC) ou en polymétacrylate de méthyle (PMMA), de préférence de qualité cristal. Chaque nappe 12, 14 de guidage présente une portion 16, 18 d'entrée de la lumière reçoit des rayons lumineux émis par une 20 source 20, 22 lumineuse associée. Chaque source 20, 22 lumineuse est ici formée par une diode électroluminescente. Dans chaque nappe 12, 14 de guidage, les rayons lumineux issus de la source 20, 22 lumineuse sont guidés par la portion 16, 18 d'entrée jusqu'à une portion 24, 26 active qui est 25 destinée à émettre un faisceau lumineux longitudinalement vers l'avant. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 1 et 2, la portion 16, 18 d'entrée de chaque nappe 12, 14 de guidage se trouve dans un plan différent de la portion 24, 26 active. 30 Pour les deux nappes 12, 14 de guidage les portions 24, 26 actives présentent une structure identique. Chaque portion 24, 26 active s'étend dans un plan globalement vertical, de manière que l'épaisseur s'étende globalement longitudinalement. Comme BFR2020 Texte à déposer 3064046 7 cela sera expliqué par la suite, chaque portion active s'étend plus précisément dans un plan légèrement incliné par rapport à la direction verticale de manière que l'extrémité supérieure soit légèrement avancée par rapport à 1"extrémité inférieure. 5 Chaque portion 24, 26 active est respectivement délimitée longitudinalement par une face 28, 30 arrière et par une face 32, 34 avant. Les faces 32, 34 avant présentent une forme globalement plane. Comme cela est illustré plus en détails à la figure 3, 10 chaque face 28, 30 arrière comporte une première série de facettes 36 de découplage étagées et alternées avec une deuxième série de facettes 38 de réflexion. Comme cela est particulièrement visible à la figure 1, l'alternance des facettes 36, 38 est réalisée dans une direction verticale, chaque facette 36, 38 15 s'étendant transversalement d'un bord à l'autre de la face arrière. Chaque face arrière présente ainsi un aspect strié transversalement. Les facettes 38 de réflexion sont orientées verticalement pour permettre la propagation des rayons lumineux à l'intérieur de 20 la portion 24, 26 active de la nappe 12, 14 de guidage en direction de l'extrémité supérieure par réflexions totales successives des rayons lumineux sur la face 32, 34 avant et sur les facettes 38 de réflexion. Les facettes 38 de réflexion sont en effet agencée de manière que les rayons lumineux issus de la 25 source 20, 22 lumineuse rencontrent chaque facette 38 de réflexion avec un angle d'incidence supérieur à l'angle limite de réflexion totale du matériau constituant la nappe 12, 14 de guidage. Chaque facette 36 de découplage est au contraire inclinée 30 longitudinalement vers l'avant par rapport à la direction verticale pour dévier des rayons lumineux se propageant dans la nappe 12, 14 de guidage vers la face 32, 34 avant de la nappe 12, 14 de BFR2020 Texte à déposer 3064046 8 guidage avec un angle incident leur permettant de traverser ladite face 32, 34 avant selon une direction globalement longitudinale. Les portions 24, 26 actives sont agencées parallèlement entre elles. La portion 24 active de la nappe 12 de guidage arrière 5 est plus particulièrement agencée longitudinalement en arrière de la portion 26 active de la nappe 14 de guidage avant, la face 32 avant de la nappe 12 de guidage arrière étant agencée à distance de la face 30 arrière de la nappe 14 de guidage avant. Vue longitudinalement depuis l'avant, les deux portions 24, 10 26 actives présentent des dimensions identiques de sortent que la portion 26 active de la nappe 14 de guidage avant se superpose parfaitement avec la portion 24 active de la nappe 12 de guidage arrière. De cette manière, la nappe 12 de guidage arrière est 15 agencée pour que des rayons lumineux réfléchis vers l'avant par chaque facette 36 de découplage de la nappe 12 de guidage arrière traversent une facette 38 de réflexion de la nappe 14 de guidage avant, comme cela est illustré par le rayon lumineux "R" de la figure 3. Avantageusement, la majorité des rayons lumineux 20 réfléchis vers l'avant par chaque facette 36 de découplage de la nappe 12 de guidage arrière traversent une facette 38 de réflexion de la nappe 14 de guidage avant. En regardant la face 34 de sortie de la nappe 14 de guidage avant lorsque l'une et/ou l'autre des nappes 12, 14 de 25 guidage est éclairée, on observe que l'intensité lumineuse est plus forte dans les zones en coïncidence avec les facettes 36 de découplage, tandis que l'intensité lumineuse est sensiblement plus faible dans les zones en coïncidence avec les facettes 38 de réflexion. Il en résulte que la face 34 de sortie n'éclaire pas de 30 manière homogène. Pour obtenir un éclairage plus homogène, l'invention propose que la face 34 avant de la nappe 14 de guidage avant soit pourvue de moyens optiques de diffusion de la lumière. BFR2020 Texte à déposer 3064046 9 Comme représenté à la figure 3, la face 34 avant de la nappe 14 de guidage avant présente un état de surface diffusant la lumière. Plus particulièrement, la face 34 avant de la nappe 14 de guidage avant est ici grainée. 5 En variante non représentée de l'invention, la face avant de la deuxième nappe de guidage est revêtue d'une couche de matériau diffusant la lumière. Il s'agit par exemple d'un matériau comportant des inclusions de particules diffusantes. Selon une autre variante non représentée de l'invention, 10 les moyens optiques de diffusion de la lumière sont des motifs de dimensions sensiblement micrométriques, notamment des tores réalisés en relief ou en creux sur la face avant de la nappe de guidage. Une telle conception permet non seulement d'obtenir un 15 éclairage homogène de la face 34 de sortie, mais elle permet aussi de diffuser la lumière dans toutes les directions pour que le faisceau lumineux émis par le dispositif 10 lumineux soit visible selon un grand angle d'ouverture. Selon un autre aspect de l'invention, pour faciliter 20 l'implantation des nappes 12, 14 de guidage dans le véhicule, il est prévu que la portion 16, 18 d'entrée associée s'étendent dans un plan différent de la portion 24, 26 active. Ainsi, la portion 16 d'entrée de la nappe 12 arrière de guidage s'étend dans un plan horizontal longitudinalement vers 25 l'arrière depuis un bord d'extrémité inférieur de la portion 24 active. La portion 16 d'entrée est ainsi raccordée à la portion 24 active par l'intermédiaire d'un coude. L'angle extérieur entre la portion 16 d'entrée et la portion 24 active est biseauté à 45° de manière que la face 40 biseautée réfléchisse les rayons incidents 30 longitudinalement dans une direction verticale vers le haut comme cela est indiqué à la figure 3. La face 40 biseautée réfléchit ainsi les rayons lumineux globalement en direction du plan de la portion 24 active de la nappe 12 de guidage arrière. BFR2020 Texte à déposer 3064046 10 La source 20 lumineuse est agencée en vis-à-vis de la face 42 inférieure de la portion 16 d'entrée. Les rayons lumineux entrent ainsi à l'intérieur de la portion 16 d'entrée selon une direction globalement verticale. Pour répartir les rayons 5 sensiblement longitudinalement et les emprisonner ainsi dans la nappe 12 de guidage, la face supérieure de la portion 16 d'entrée est munie d'un collimateur 44 de renvoie sensiblement à 45° qui réfléchit les rayons incidents sensiblement horizontalement dans l'épaisseur de la nappe 12 de guidage. 10 D'autre part, la portion 18 d'entrée de la nappe 14 avant de guidage s'étend dans un plan vertical transversal verticalement vers le bas depuis un bord d'extrémité inférieur de la portion 26 active. La portion 18 d'entrée étant décalée longitudinalement vers l'arrière par rapport à la portion 26 active. 15 La portion 18 d'entrée est ainsi raccordée à la portion 26 active par l'intermédiaire de deux coudes. L'angle extérieur de chaque coude est biseauté à 45° de manière que la première face 46 biseautée réfléchisse les rayons incidents dans une direction longitudinale vers l'avant en direction de la deuxième face 48 20 biseautée comme cela est indiqué à la figure 3. La deuxième face 48 biseautée réfléchit ainsi les rayons lumineux globalement verticalement, en direction du plan de la portion 26 active de la nappe 14 de guidage avant. La source 22 lumineuse est agencée en vis-à-vis de la face 25 50 avant de la portion 18 d'entrée. Les rayons lumineux entrent ainsi à l'intérieur de la portion 18 d'entrée selon une direction globalement longitudinale. Pour répartir les rayons sensiblement verticalement et les emprisonner ainsi dans la nappe 14 de guidage, la face arrière de la portion 18 d'entrée est munie d'u 30 collimateur 52 de renvoie sensiblement à 45° qui réfléchit les rayons incidents sensiblement horizontalement dans l'épaisseur de la nappe 14 de guidage. BFR2020 Texte à déposer 3064046 11 Par ailleurs, comme cela est illustré à la figure 4, pour améliorer le rendement du module optique, la portion active 24, 26 de chaque nappe 12, 14 de guidage est légèrement inclinée en surplomb au-dessus de la face 40, 48 biseautée associée. Ainsi, 5 en projection verticale sur un plan horizontal, la face 28, 30 arrière de chaque nappe de guidage coïncide avec la face 40, 48 biseautée associée. De cette manière, comme illustré à la figure 3, les facettes 36 de découplage sont éclairées sur toute la longueur de la portion 24, 26 active. 10 Comme cela est illustré à la figure 5, lorsque la portion active est conçue pour être plus longue, l'inclinaison de la portion active par rapport à la verticale peut être modifiée et/ou la surface de la face biseautée peut être modifiée de manière à conserver une coïncidence de la face arrière avec la face biseautée en 15 projection verticale sur un plan horizontal. Un tel dispositif lumineux 10 permet de commander chaque source lumineuse 20, 22 indépendamment. Chaque nappe 12, 14 de guidage est ainsi associée à une fonction d'éclairage ou de signalisation différente. Par exemple, l'une des nappes de 20 guidage remplit une fonction d'indicateur de direction tandis que l'autre des nappes de guidage remplit une fonction de feu arrière. Un tel dispositif lumineux 10 permet ainsi de réaliser deux fonctions de signalisation et/ou d'éclairage différentes dans un encombrement restreint et à un coût réduit car les nappe de 25 guidage sont chacune réalisée par moulage, par exemple par injection, en une seule épaisseur. A titre d'exemple, l'épaisseur de chaque nappe de guidage est inférieure ou égale à 6 mm. La hauteur verticale de chaque portion active est par exemple comprise entre 20 mm et 40 mm, 30 tandis que la largeur transversale de chaque portion active est par exemple de 35 mm. BFR2020 Texte à déposer REVENDICATIONS1. Module (11) optique pour un véhicule automobile, comportant : - une première nappe (12) de guidage arrière comprenant une portion (24) active équipée d'une face (28) arrière qui comporte une première série de facettes (36) de découplage étagées et alternées avec une deuxième série de facettes (38) de réflexion, chaque facette (36) de découplage étant configurée pour dévier des rayons lumineux se propageant dans la nappe (12) de guidage arrière vers une face (32) avant de la nappe (12) de guidage avec un angle incident leur permettant de traverser ladite face (32) avant selon une direction globalement longitudinale ; - une deuxième nappe (14) de guidage avant comprenant une portion (26) active équipée d'une face (30) arrière qui comporte une première série de facettes (36) de découplage étagées et alternées avec une deuxième série de facettes (38) de réflexion, chaque facette (36) de découplage étant configurée pour dévier des rayons lumineux se propageant dans la nappe (14) de guidage avant vers une face (34) avant de la nappe (14) de guidage avec un angle incident leur permettant de traverser ladite face (34) avant ; - la nappe (12) de guidage arrière étant agencée pour que des rayons lumineux réfléchis par chaque facette (36) de découplage de la nappe (12) de guidage arrière traversent une facette (38) de réflexion de la nappe (14) de guidage avant ; caractérisé en ce que la face (34) avant de la nappe (14) de guidage avant est pourvue de moyens optiques de diffusion de la lumière. 2. Module (11) optique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la face (34) avant de la nappe (14) de guidage avant présente un état de surface diffusant la lumière. BFR2020 Texte à déposer 3064046 13 3. Module (11) optique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la face (34) avant de la nappe (14) de guidage avant est grainée. 4. Module (11) optique selon la revendication 2, 5 caractérisé en ce que les moyens optiques de diffusion de la lumière sont des motifs de dimensions sensiblement micrométriques, notamment des tores. 5. Module (11) optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face (34) 10 avant de la nappe (14) de guidage avant est revêtue d'une couche de matériau diffusant la lumière. 6. Module (11) optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les portions (24, 26) actives des deux nappes (12, 14) de guidage s'étendent 15 parallèlement à distance l'une de l'autre. 7. Module (11) optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque nappe (12, 14) de guidage comporte une portion (16, 18) d'entrée de la lumière qui est associée à une source (20, 22) lumineuse. 20 8. Module (11) optique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la portion (16, 18) d'entrée est raccordée à la portion (24, 26) active par l'intermédiaire d'au moins un coude équipé d'une face (40, 48) biseautée qui réfléchit les rayons lumineux globalement en direction du plan de la portion (24, 26) 25 active de la nappe (12, 14) de guidage. 9. Module (11) optique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, en projection verticale, la face (28, 30) arrière de chaque nappe (12, 14) de guidage coïncide avec la face (40 ,48) biseauté associée. 30 10. Module (11) optique selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la nappe (12) de guidage arrière comporte une portion (16) d'entrée qui s'étend sensiblement longitudinalement vers l'arrière. BFR2020 Texte à déposer 3064046 14 11. Module (11) optique selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la nappe (14) de guidage avant comporte une portion (18) d'entrée qui s'étend sensiblement verticalement vers le bas au-dessous de la portion 5 (26) active, la portion (18) d'entrée étant décalée longitudinalement vers l'arrière par rapport à la portion (18) active. 12. Module (11) optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque nappe 10 (12, 14) de guidage participe à la réalisation d'une fonction d'éclairage ou de signalisation différente.