Brevet FR3090074A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : GUIDE DE LUMIERE POUR UN MODULE LUMINEUX D'UN VEHICULE AUTOMOBILE [0001] L'invention se rapporte aux modules lumineux pour véhicules automobiles. L'invention concerne en particulier un guide de lumière et un module comprenant un tel guide de lumière, capable d'émettre de la lumière y couplée selon une pluralité de directions différentes. [0002] Une diode électroluminescente, LED, est un composant électronique capable d'émettre de la lumière lorsqu'il est parcouru par un courant électrique. Dans le domaine automobile, on a de plus en plus recours à la technologie LED pour diverses solutions de signalisation lumineuse. Les LEDs sont utilisées afin d'assurer des fonctions lumineuses telles que les feux diurnes, les feux de signalisation, ou bien afin d'illuminer l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule automobile. L'intensité lumineuse émise par une LED est en général dépendante de l'intensité du courant électrique qui la traverse. Entre autres, une LED est caractérisée par une valeur seuil d'intensité de courant électrique. Typiquement, l'alimentation des LEDs est assurée au sein d'un véhicule automobile moyennant un circuit de pilotage de l'alimentation électrique des LEDs. De tels circuits sont connus dans l'art et ne seront pas décrits en détails. Ils impliquent généralement un circuit convertisseur apte à fournir un courant électrique de charge adapté aux LEDs à partir d'un courant électrique d'entrée fourni par une source de courant interne au véhicule automobile, comme par exemple une batterie. [0003] L'utilisation de LEDs est particulièrement utile pour créer des signatures lumineuses intéressantes, telles que des lignes ou des contours complexes. Il a été proposé d'utiliser une LED et un guide de lumière longitudinal à cet effet : les rayons lumineux issus de la LED sont couplés dans le guide moyennant une surface de couplage latérale. Ils sont ensuite transmis le long du guide vers une zone de sortie, agencée pour découpler les rayons du guide afin qu'ils en sortent selon une direction prédéterminée le long de la zone de sortie. Il en résulte un contour lumineux de la forme de la zone de sortie. La lumière émise par le guide peut également être déviée par des éléments réflecteurs. [0004] En appliquant cette technique à des contours plus complexes impliquant une pluralité de lignes, par exemple parallèles, les coûts matériaux et de production sont multipliés par le nombre de lignes requises, puisque pour chaque ligne ou chaque contour, au moins une source lumineuses supplémentaire et un guide de lumière supplémentaire sont requis. Il en résulte également un encombrement conséquent dans le volume restreint disponible à la réalisation d'un module lumineux pour un véhicule au- 2 tomobilc. [0005] L'invention a pour objectif de pallier à au moins un des problèmes posés par l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un dispositif qui permet de réaliser dans un module lumineux d'un véhicule lumineux une pluralité de lignes lumineuses à partir d'une source lumineuse et en n'utilisant qu'un seul guide de lumière. [0006] Selon un aspect de l'invention, un dispositif de guidage de rayons lumineux pour un module lumineux d'un véhicule automobile est proposé. Le dispositif comprend des moyens de transmission et des moyens de sortie. Les moyens de transmission comprennent une face de couplage pour l'entrée de rayons lumineux issus d'une source lumineuse et ils sont destinés à guider les rayons lumineux entrants vers les moyens de sortie. Le dispositif est remarquable en cc que les moyens de sortie comprennent au moins deux zones qui s'étendent selon une direction principale du dispositif, chaque zone comprenant une face de sortie par laquelle des rayons lumineux guidés par le dispositif en sortent, les faces de sortie des zones étant orientées selon des directions différentes, de manière à cc que des rayons lumineux guidés par le dispositif en sortent selon des directions différentes. [0007] Les moyens de transmission et les moyens de sortie peuvent préférentiellement être formés par un ou par une partie d'un guide de lumière. Le guide peut de préférence être réalisé dans un matériau transparent comme, par exemple, du verre ou de la matière plastique, en particulier en polyméthacrylate de méthyle, PMMA, ou en polycarbonate, PC. [0008] De préférence, les zones peuvent se suivre selon la direction principale du dispositif. [0009] L'arrangement des zones peut de préférence être répété selon la direction principale du dispositif. [0010] Les moyens de sortie peuvent préférentiellement comprendre deux zones de sortie, les faces de sortie des deux zones étant orientées selon des directions opposées. [0011] De préférence, les moyens de sortie peuvent comprendre pour chaque zone, sur la paroi interne du dispositif opposée à la face de sortie, des moyens de découplage adaptés pour réfléchir des rayons lumineux qui se propagent dans le dispositif vers la face de sortie. [0012] Les moyens de découplage peuvent de préférence comprendre des prismes sur la face interne du dispositif. [0013] De manière préférée, les moyens de découplage peuvent comprendre un grainage sur la face interne du dispositif [0014] De préférence, les moyens de transmission et les moyens de sortie peuvent être venus de matière. [0015] Les moyens de transmission et les moyens de sortie peuvent préférentiellement être 3 réalisés par des guides de lumière distincts optiquement couplés entre eux. Par exemple, une face par laquelle la lumière sort de la portion de guide de lumière qui réalise les moyens de transmission peut être disposée en regard d'une face par laquelle la lumière entre dans la portion de guide de lumière qui réalise les moyens de sortie. [0016] Selon un autre aspect de l'invention, un module lumineux pour un véhicule au- tomobile est proposé. Le module comprend une source lumineuse et un dispositif de guidage de rayons lumineux issus de la source lumineuse. Le module est remarquable en cc que le dispositif de guidage est conforme à un aspect de l'invention. [0017] De préférence, le module peut en outre comprendre un dispositif réflecteur arrangé de manière à réfléchir les rayons lumineux issus des aux moins deux zones des moyens de sortie du dispositif de guidage en direction d'un écran commun. [0018] La source lumineuse peut de préférence comprendre un élément semi-conducteur électroluminescent. Il peut s'agir d'une diode électroluminescente, LED. [0019] En utilisant les mesures de l'invention, et en particulier un guide de lumière conforme à des aspects de l'invention, il devient possible de créer des signatures lumineuses complexes pour des véhicules automobiles en n'utilisant qu'une source lumineuse, par exemple de type LED, unique. Il devient notamment possible de réaliser des lignes lumineuses parallèles distinctes et distantes de plusieurs centimètres en n'utilisant qu'une seule source lumineuse, dont les rayons lumineux sont couplés dans un seul guide de lumière conforme à des aspects de l'invention. Le guide de lumière comprend une pluralité de zones de sorties configurées pour découpler et ensuite émettre les rayons lumineux guidés dans une pluralité de directions de sortie. Il en résulte un amoindrissement du volume occupé par rapport à des solutions connues, qui impliquent une pluralité de sources lumineuses et une pluralité de guides de lumière pour arriver à un résultat similaire. Les coûts matériaux au niveau des sources lumineuses et de leurs circuits de pilotage de l'alimentation sont également réduits. [0020] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description des exemples et des dessins parmi lesquels : [0021] [fig.1] montre une illustration en perspective d'un dispositif selon un mode de réa- lisation préféré de l'invention ; [0022] [fig.2] montre de manière schématisée une coupe longitudinale à travers un dispositif selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; [0023] [fig.3] montre de manière schématisée une vue latérale d'un dispositif selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; [0024] [fig.4] montre de manière schématisée un module lumineux selon un mode de réa- lisation préféré de l'invention. [0025] Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d'autres modes de réalisation décrits à titre d'exemples et de manière non limitative. Des numéros de référence similaires seront utilisés pour décrire des concepts semblables à travers différents modes de réalisation de l'invention. Par exemple, les références 100, 200 et 300 désignent trois modes de réalisation d'un dispositif de guidage selon l'invention. [0026] L'invention fait recours à la technique des guides lumineux. D'une part l'invention a recours à des guides ou parties de guides purement transmetteurs, généralement dépourvus de structures sur leurs surfaces externes et internes lisses, de manière à transmettre des rayons injectés par une face de couplage vers une pluralité de faces de sorties. D'autre part, l'invention a recours à des guides de lumière ou parties/zones de guides optiques ayant une face de sortie par laquelle les rayons lumineux propagés dans le guide peuvent en sortir. Un tel guide optique peut être rectiligne ou courbe et s'étend selon une direction principale, correspondant à la direction de propagation des rayons lumineux dans le guide. Le guide peut avoir une section uniforme circulaire, bien que d'autres géométries soient envisageables, telles qu'ovale, elliptique, carrée, rectangulaire, triangulaire, trapézoïdale polygonale, ou toute autre forme régulière ou irrégulière. Une face interne de la portion/zone du guide, opposée à la face de sortie, constitue une face de découplage munie d'éléments réfléchissants. Il peut par exemple s'agir d'une succession de prismes placés côté à côté et assurant une réflexion des rayons lumineux ayant un angle d'incidence prédéterminé non nul avec l'axe principal du guide. Chaque prisme a un profil en coupe de forme sensiblement triangulaire. Le document de brevet publié EP 1 146 281 Al décrit la conception de prismes réfléchissants dans un guide de lumière. [0027] L'illustration de la figure 1 montre un dispositif de guidage de rayons lumineux 100 pour un module lumineux d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation préféré. Le dispositif comprend un guide de lumière qui s'étend selon une direction principale de la gauche vers la droite. Le guide de lumière comprend une face de couplage 112 sur laquelle des rayons lumineux issus d'une ou de plusieurs sources lumineuses 10 sont couplées vers l'intérieur du guide. La ou les sources lumineuses sont à titre d'exemple des diodes électroluminescentes, LEDs Le guide de lumière réalise des moyens de transmission 110 au sein desquels les rayons lumineux couplés se propagent dans la direction principale du dispositif. Le guide réalise également des moyens de sortie 120. Les moyens de sortie comprennent au moins deux zones de sortie 122, 126 qui se suivent et se répètent dans l'exemple montré le long de la direction principale du dispositif. D'autres configurations de la disposition des zones de sortie sont envisageables sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par exemple, une zone de transmission peut être réalisée entre les zones de sortie 122, 126. Les parois internes de chaque zone de sortie comprennent une face de sortie 123. 127 par laquelle des rayons lumineux guidés par le dispositif de guidage en sortent. L'arrangement des faces de sortie est tel que la direction de sortie des rayons lumineux est différente pour la zone 122 et la zone 126 respectivement. Dans l'exemple montré, les directions dc sortie sont sensiblement opposées, mais d'autres orientations sont envisageables sont pour autant sortir du cadre de l'invention. Sur la face de paroi interne opposée à la face de sortie respective 123, 127, chaque zone de sortie 122, 126 comprend des moyens de découplage 124, 128, aptes à réfléchir les rayons lumineux guidés par le dispositif en direction dc la face de sortie. Vu l'arrangement des faces de sortie, les faces de découplage 124, 128 des zones de sortie 122, 126 sont orientées selon des directions mutuellement opposées. L'étendue de chaque zone dans la direction principale du dispositif peut être de l'ordre dc plusieurs mm à plusieurs cm. Selon un mode de réalisation préférentiel, cette étendue se situe entre 0.5 mm et 2mm. Elle est par exemple de lmm. L'alternance de deux types de zones le long du dispositif permet de réaliser une ligne lumineuse ayant l'apparence continue de part et d'autre du guide lumineux. [0028] La figure 2 montre une coupe longitudinale à travers un dispositif de guidage de rayons lumineux 200 pour un module lumineux d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation préféré. Le dispositif comprend un guide de lumière qui s'étend selon une direction principale de la gauche vers la droite. Le guide de lumière comprend une face de couplage 212 sur laquelle des rayons lumineux issus d'une ou de plusieurs sources lumineuses 10 sont couplées vers l'intérieur du guide. Le guide comprend des moyens de transmission 210, ou une zone de transmission, ainsi que des moyens de sortie 220. Les moyens de sortie comprennent dans ce mode de réalisation deux zones de sortie 222, 226 qui se suivent le long de la direction principale du dispositif. Les parois internes de chaque zone de sortie comprennent une face de sortie 223, 227 par laquelle des rayons lumineux guidés par le dispositif de guidage en sortent. La face de sortie 223, 227 peut être lisse et plane, ou légèrement courbe ou bombée vers l'intérieur du dispositif de guidage. L'arrangement des faces de sortie est tel que les directions de sortie respectives des rayons lumineux sont sensiblement opposées. Sur la face de paroi interne opposée à la face de sortie respective 223, 227, chaque zone de sortie 222, 226 comprend des moyens de découplage 224, 228, aptes à réfléchir les rayons lumineux guidés par le dispositif en direction de la face de sortie. Dans l'exemple montré, il s'agit d'une suite de prismes réalisés sur la surface interne de la paroi du dispositif de guidage. Alternativement, un grainage de la paroi interne peut être utilisé pour réaliser les moyens de découplage. [0029] La figure 3 montre une vue latérale sur la surface de couplage 312 d'un dispositif de guidage de rayons lumineux 300 pour un module lumineux d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation préféré. Comme décrit pour les modes de réalisation 6 précédents, le dispositif comprend un guide de lumière qui réalise des moyens de transmission 310 ainsi que des moyens de sortie 320. Les moyens de sortie comprennent dans ce mode de réalisation trois zones de sortie 322, 326 et 330 qui se suivent le long de la direction principale du dispositif, correspondant à la direction perpendiculaire au plan du dessin de la figure 3. Les parois internes de chaque zone de sortie comprennent une face de sortie 323, 327, 331 par laquelle des rayons lumineux guidés par le dispositif de guidage en sortent. L'arrangement des faces de sortie est tel que les directions de sortie respectives des rayons lumineux sont sensiblement opposées. Sur la face de paroi interne opposée à la face de sortie respective 323, 327, 331, chaque zone de sortie 322, 326, 330 comprend des moyens de découplage 324, 328, aptes à réfléchir les rayons lumineux guidés par le dispositif en direction de la face de sortie respectivement opposée. D'autres arrangements des zones de sorties et des pluralités plus nombreuses de zones de sorties ainsi que de directions de sorties sont envisageables sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Notamment, un guide à section polygonale, par exemple hexagonale, régulière peut être utilisé. Dans un tel guide, des paires de parois s'opposent de manière parallèle. Dans chaque zone de sortie une paire différente de parois opposées est alors utilisée pour réaliser une face de découplage et une face de sortie respectivement. [0030] L'illustration schématique de la figure 4 montre un module lumineux 1000 pour un véhicule automobile. Il peut par exemple s'agir d'un module apte à réaliser une fonction lumineuse réglementaire d'un véhicule automobile. La description du module se limite pour des raisons de clarté sur les éléments et composants qui sont directement en relation avec les aspects de l'invention. D'autres éléments bien connus ne seront pas décrits en détails ou mentionnés, bien qu'ils fassent évidemment partie d'un module lumineux. Il s'agit par exemple et de manière non limitative d'éléments optiques tels que des lentilles optiques, de circuits d'alimentation électriques, de moyens de dissipation thermique ou de supports divers pour maintenir des composants à leurs emplacements prévus. Le module comprend notamment un dispositif de guidage de rayons lumineux 400 qui est conforme par exemple au premier mode de réalisation qui a été décrit, en relation avec la figure 1. Les rayons lumineux d'une seule diode électroluminescente 10 sont couplés dans le guide 400 et en sortent des deux côtés latéraux opposés selon les directions 12 et 14. Un réflecteur 1100 ayant une coupe de profil substantiellement parabolique est arrangée de manière à réfléchir les rayons lumineux 12, 14 en provenance du guide de lumière 400 vers un écran commun 1200, ou deux lignes lumineuses substantiellement parallèles 1212, 1214 sont formées. [0031] Dans tous les modes de réalisation, le dispositif de guidage peut être réalisé à l'aide d'un guide de lumière unique qui réalise les moyens de transmission dans lesquels les rayons lumineux couplés sont propagés selon la direction principale du dispositif, et 7 qui réalise également les moyens de sortie comprenant les zones dc sorties à découplage de rayons lumineux. Différentes parties du guide de lumière peuvent présenter des caractéristiques et notamment des surfaces de parois internes différentes. Alternativement, les moyens de transmission et les moyens de sortie, et notamment chaque zone des moyens de sortie, peuvent être réalisés par des guides de lumière distinctes dont les faces latérales sont couplées les unes aux autres, dc manière à ce que les guides se suivent le long dc la direction principale du dispositif Le ou les guides de lumière sont réalisés dans un matériau transparent comme, par exemple, du verre ou de la matière plastique, en particulier en polyméthacrylate de méthyle, PMMA, ou en polycarhonate, PC. [0032] L'étendue de la protection est déterminée par les revendications. 8