Brevet FR3095259A1 — publié le 20201023

Description Titre de l'invention : Guide de lumière plan ayant une surface de sortie de lumière à finition lisse et feu de véhicule automobile comportant un tel guide. [OOO1 j Le domaine technique concerne en général les guides de lumière plats ou plans (ou encore surfacique) et concerne en particulier les guides plans ayant une face de sortie de lumière présentant, vu de l'extérieur, un aspect de finition lisse. [0002] L'invention concerne également les feux dc signalisation de véhicule automobile comportant de tels guides comme les feux diurnes ou DRL (Daytime Running Light ou Lamp), feux de position, feux indicateurs de changement de direction, feux stop, feux de recul, feux antibrouillard ou encore feux de plaque de police. [0003] Par guide de lumière plan, on entend un guide qui se présente sous la forme d'une plaque translucide GS (Fig. 1). La lumière provenant d'une source de lumière, non représentée, extérieure à la plaque GS, est injectée sur une (face d'entrée de lumière FE) des tranches de la plaque GS. L'injection de lumière peut être réalisée à l'aide d'optiques ou non. La lumière est guidée à l'intérieur de la plaque GS sur le principe de la réflexion totale et ressort par la tranche opposée (face de sortie FS) à la tranche d'injection de lumière. [0004] Les applications de ces guides de lumière plans sont nombreuses et l'une d'entre elles est particulièrement intéressante pour offrir des solutions de rendu esthétique attrayantes pour des fonctions d'éclairage et/ou de signalisation de véhicules automobiles. [0005] La figure 2 illustre schématiquement un feu de signalisation FSA, ici arrière, d'un véhicule automobile VHL, suivant une vue en coupe selon la direction X dans un référentiel XYZ généralement employé dans le domaine automobile pour représenter le véhicule dans l'espace. [0006] Les éléments optiques d'un feu de véhicule automobile (réflecteurs, guides de lumière, sources, ...) sont placés à l'intérieur d'un ensemble formé d'un boitier BFA et d'une glace GLA (ou vitre) feintant le boitier BFA étanche à la poussière et à l'eau. [0007] La face de sortie du guide de lumière plan est presque toujours recouverte d'optiques de diffraction qui assurent la fonctionnalité règlementaire (déviation contrôlée de la lumière dans les zones nécessaires). Ces optiques sont souvent réalisées à l'aide d'un insert dans le moule du guide et dégradent l'état de surface visible de la face de sortie de lumière du guide (la face de sortie de lumière qui est à la base lisse, est dégradée par la géométrie des optiques, les traces de cales utilisées dans le process de moulage, etc...). 2 [0008] Comme illustré à la figure 3, les optiques de diffractions définissent, par exemple et de manière connue, des surfaces convexes, ou calottes hémisphériques adjacentes, appelées également billes, qui occupent toute la surface de sortie de lumière FS du guide OS et qui définissent des microlentilles de diffraction MLD. [0009] Un but de la présente invention est de proposer une solution apte à remplir les fonctions règlementaires du guide dc lumière tout en conservant une finition lisse sur la face de sortie de lumière qui est visible de l'extérieur. [0010] A cet effet, l'invention a pour premier objet un guide de lumière plan comportant une face d'entrée apte à recevoir de la lumière et une face de sortie de lumière, distante de la face d'entrée et parallèle à la face d'entrée, et qui est la face visible du guide, la face de sortie de lumière comportant une pluralité d'optiques de diffraction, adjacentes et réparties sur toute la face de sortie de lumière, ledit guide comportant en outre, un matériau de finition surmoulé sur les optiques de diffraction pour présenter une surface de finition lisse sur la face visible du guide, caractérisé en ce que l'indice de réfraction du matériau de finition est différent de l'indice de réfraction du matériau dans lequel est réalisé le guide. [0011] Selon une caractéristique, l'indice de réfraction (b) du matériau de finition est supérieur à celui (a) du matériau dans lequel est réalisé le guide de lumière. [0012] Selon une autre caractéristique, la différence d'indice de réfraction entre les indices (b) et (a) est égal à 0,25. [0013] Selon une autre caractéristique, le matériau dans lequel est réalisé le guide est du PMMA possédant un indice de réfraction (a) = 1,49 et en ce que le matériau de finition est du PTU possédant un indice de réfraction (b) = 1,74. [0014] Selon une autre caractéristique, les optiques de diffraction définissent des formes convexes et le matériau de finition recouvre la totalité des formes convexes. [0015] Selon une autre caractéristique alternative, le matériau de finition définit une forme générale de grille remplissant les interstices séparant les optiques jusqu'à hauteur des formes convexes pour former une face visible plane et lisse sur la surface de sortie de lumière du guide. [0016] L'invention a pour deuxième objet, un feu de signalisation pour véhicule automobile comportant un boitier comportant au moins un guide tel que décrit ci-dessus. [0017] Selon une caractéristique, le boitier est dépourvu de glace de protection. [0018] Enfin, l'invention a pour troisième objet, un véhicule comprenant un feu de signa- lisation tel que décrit ci-dessus. [0019] La présente invention permet d'apporter une réponse en terme de design avec un meilleur contrôle de la finition et donc de la qualité perçue. [0020] D'autres avantages et caractéristiques pourront ressortir plus clairement de la des- cription qui va suivre. 3 [0021] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins dans lesquels : [0022] [fig.1] la figure 1, déjà décrite, représente un guide de lumière plan de l'état de l'art ; [fig.2] la figure 2, déjà décrite, représente schématiquement une implantation d'un guide de lumière plan dans un boiticr de feu de signalisation arrière de véhicule automobile; [0023] [fig.3] la figure 3, déjà décrite, représente une face de sortie d'un guide plan comportant une pluralité de microlcntilles (ou billes) de diffraction ; [0024] [fig.4] la figure 4 représente un exemple de guide plan ne répondant pas à la pho- tométrie réglementaire ; [0025] [fig.5] la figure 5 représente un premier mode de réalisation d'un guide plan selon l' invention ; et [0026] [fig.6] la figure 6 représente un deuxième mode de réalisation d'un guide plan selon l'invention; et [0027] [fig.7] la figure 7 représente le même deuxième mode de réalisation selon une vue éclatée. [0028] Dans ces figures les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. [0029] La figure 4 illustre un guide plan OS réalisé dans un matériau possédant un indice de réfraction (a) par exemple égale à 1,49 pour un PMMA (polymethylmetacrylate) et le cheminement des rayons lumineux RL depuis la face d'entrée d'injection de lumière FE vers la face de sortie FS du guide GS sur laquelle sont agencées les billes MLD. [0030] Un matériau de finition MF est surmoulé sur la face de sortie de lumière FS en re- couvrant les billes MLD, et possède le même indice de réfraction (a) = 1,49. [0031] Les rayons lumineux RL se propagent à l'intérieur du guide US et traversent les billes MLD sans être déviés par les billes MLD. Les rayons lumineux RL sortent de la face de sortie de lumière FS avec la même direction. Il n'y a donc plus de contrôle de la lumière sortant du guide OS (contrôle exercé par les dimensions et la géométrie des billes). La photométrie réglementaire n'est pas assurée. [0032] L'invention propose d'utiliser un matériau de finition MF dont l'indice de réfraction (b) est différent de celui (a) du matériau dans lequel est réalisé le guide OS et avec une valeur d'indice optimisée déterminée pour obtenir la déviation voulue et réglementaire. [0033] Le choix des matériaux en fonction de leurs indices de réfraction respectifs permet de définir l'amplitude d'indice de réfraction. Plus l'amplitude (l'indice, c'est-à-dire, la différence (l'indices, sera grande et plus la diversité de déviations optiques sera grande moyennant un ajustement de la taille des billes MLD. [0034] Cette différence d'indice sans matériau de finition MF est typiquement de 0,5 (air =1 et (a) = 1,49). [0035] Dans la présente invention, on choisit avantageusement un matériau de finition MF donc l'indice de réfraction (b) est supérieur de 0,25 environ par rapport à l'indice de réfraction (a) = 1,49 du PMMA. Le matériau de finition MF est du polythiourethanc (PTU) dont l'indice de réfraction (b) = 1.74. Cela impliquera un ajustement de la taille des billes qui est déjà la procédure habituelle. [0036] La figure 5 illustre un premier mode de réalisation d'un guide plan OS selon l'invention, dans lequel, le guide OS possède un indice de réfraction (a) par exemple égale à 1,49 (PMMA) et le cheminement des rayons lumineux RL depuis la face d'entrée FE, d'injection de lumière vers la face de sortie FS du guide OS sur laquelle sont agencées les billes MLD. [0037] Le matériau de finition MF surmoulé sur la face de sortie FS de lumière du guide OS et donc recouvrant les billes MLD, possède un indice de réfraction (1) = 1,74 (Polythiourethane). [0038] Les rayons lumineux RL traversant les billes MLD sont déviés et sortent donc de la face de sortie de lumière FS avec des directions variables contrôlées par la taille des billes MLD et leur répartition sur la face de sortie FS. [0039] En variante de l'invention, on peut appliquer une finition particulière autre qu'un polissage sur la surface de sortie de lumière. La surface visible peut recevoir n'importe quelle finition usuelle des pièces optiques (exemple : grainage). [0040] Dans une autre variante, le guide selon l'invention peut être implanté dans un boitier de projecteur ou feu sans glace de protection, ou dans une pièce de carrosserie, en étant protégé par un vernis ou autre revêtement protecteur. [0041] Comme illustrée aux figures 6 et 7, à titre de variante, on peut aussi réaliser un surmoulage partiel des billes MLD sur la face de sortie de lumière FS pour modifier localement et donc partiellement la déviation de lumière. Dans l'exemple illustré aux figures 6 et 7, le matériau de finition MF ne recouvre pas complètement les billes MLD mais définit une forme générale de grille GR remplissant les interstices séparant les billes MLD jusqu'à hauteur des formes convexes pour former, au final, une face visible plane et lisse sur la surface de sortie de lumière FS du guide OS. 5 REVENDICATIONS[Revendication 1] Guide dc lumière plan (GS) comportant une face d'entrée (FE) apte à recevoir dc la lumière et une face de sortie dc lumière (FS), distante de la face d'entrée (FE) et parallèle à la face d'entrée (FE), et qui est la face visible du guide (GS), la face dc sortie de lumière (FS) comportant unc pluralité d'optiques de diffraction (MLD), adjacentes et réparties sur toute la face de sortie dc lumière (FS), ledit guide (GS) comportant en outre, un matériau de finition (MF) surmoulé sur les optiques de diffraction (MLD) pour présenter une surface de finition lisse sur la face visible du guide (GS), caractérisé en ce que l'indice de réfraction (b) du matériau de finition (MF) est différent de l'indice de réfraction (a) du matériau dans lequel est réalisé le guide (GS). [Revendication 2] Guide (GS) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'indice de réfraction (b) du matériau de finition (MF) est supérieur à celui (a) du matériau dans lequel est réalisé le guide de lumière (GS). [Revendication 3] Guide (GS) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la différence d'indice de réfraction entre les indices (b) et (a) est égal à 0,25. [Revendication 4] Guide (GS) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le matériau dans lequel est réalisé le guide (GS) est du PMMA possédant un indice de réfraction (a) = 1,49 et en ce que le matériau de finition (MF) est du PTU possédant un indice de réfraction (b) = 1,74. [Revendication 5] Guide (GS) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les optiques de diffraction (MLD) définissent des formes convexes et en ce que le matériau de finition (MF) recouvre la totalité des formes convexes. [Revendication 6] Guide (GS) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les optiques de diffraction (MLD) définissent une succession de formes convexes et en ce que le matériau de finition (MF) définit une fonine générale de grille (GR) remplissant les interstices séparant les optiques (MLD) jusqu'à hauteur des formes convexes pour former une face visible plane et lisse sur la surface de sortie de lumière (FS) du guide (GS). [Revendication 7] Feu de signalisation (FSA) pour véhicule automobile (VHL) comportant un boitier comportant au moins un guide (GS) selon l'une des revendications précédentes. [Revendication 8] Feu de signalisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce 6 que le hoitier est dépourvu de glace de protection. [Revendication 9] Véhicule comprenant un feu de signalisation selon l'une des reven- dications 7 ou 8.