Brevet FR3134197A1 — publié le 20231006

Coupleur optique pour un système d'éclairage, notamment pour habitacle de véhicule Un aspect de l'invention concerne un coupleur optique (22) présentant un axe central longitudinal X, ledit coupleur optique (22) comprenant une première (221), une deuxième (222) et une troisième (223) parties et dans lequel : ladite première partie (221) comporte une enveloppe (221') suivant une forme d'ellipsoïde de révolution d'axe X, tronquée selon une section de plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, de section transverse (S1) polygonale, l'aire de ladite section transverse (S1) augmentant progressivement le long de l'axe longitudinal X, entre une section d'entrée (SE) et une première section intermédiaire (SI1); ladite troisième partie (223) comporte une enveloppe (222') suivant une forme de prisme droit, de section transverse (S3) polygonale d'aire constante entre une deuxième section intermédiaire (SI2) et une première section de sortie (SS1) l'aire de la première section intermédiaire (SI1) étant supérieure à l'aire de la deuxième section intermédiaire (SI2), Ladite deuxième partie (222) étant une partie de transition disposée entre la première partie (221) et la troisième partie (223), ladite deuxième partie (222) comprenant une enveloppe (222') ayant une section transverse (S2) dont l'aire diminue progressivement le long de l'axe longitudinal X, ladite deuxième partie (222) comprenant : une première section de raccordement à la première partie (221), la première section de raccordement étant la première section intermédiaire (SI1), une deuxième section de raccordement à la deuxième partie (222), la deuxième section de raccordement étant la deuxième section intermédiaire (SI2). coupleur optique pour un système d'éclairage, notamment pour habitacle de véhicule. DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui du couplage optique. La présente invention concerne un coupleur optique et un système d'éclairage optique, notamment pour un habitacle de véhicule. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION L'habitacle d'un véhicule peut comprendre plusieurs systèmes d'éclairage et notamment de rétroéclairage à des fins fonctionnelles mais également esthétiques, compris dans des panneaux d'habillages. Le brevet EP2145796A2 présente par exemple un panneau d'habillage intérieur pour véhicule automobile pourvu d'une zone rétroéclairée, le panneau comprenant une couche de support rigide, un revêtement sur la couche de support définissant une face visible du panneau et un dispositif d'éclairage permettant d'éclairer une zone de l'envers de la couche de support, la couche de support et le revêtement étant adaptés pour laisser passer la lumière du dispositif d'éclairage afin qu'elle soit visible sur le panneau. Un panneau d'habillage peut par exemple présenter des motifs colorés lumineux choisis par l'utilisateur ou constructeur du véhicule, selon la nature du dispositif d'éclairage. Le brevet US2016229338A1 présente un panneau d'habillage comprenant un revêtement textile, une base transparente et un dispositif d'éclairage comprenant une source lumineuse, de type DEL (diode électroluminescente) par exemple et des guides de lumières, la source lumineuse étant disposée devant le guide de lumière. Lorsque le guide de lumière est éclairé par la source lumineuse, des effets colorimétriques peuvent être obtenus grâce aux couleurs des fils du revêtement qui laisse passer la lumière. Le brevet US2014211498A1 présente un panneau d'habillage intérieur pour un véhicule à moteur, qui comprend : une couche de support, qui détermine le contour du panneau d'habillage intérieur, une couche de couverture, qui est appliquée sur un côté avant de la couche de support et une couche émettrice de lumière, qui est appliquée sur un côté arrière de la couche de support, dans lequel le composant de support et la couche de couverture sont transparents. La couche émettrice de lumière est un tissu dans lequel sont tissées un faisceau de fibres optiques, les fibres optiques étant toronnées dans un connecteur, auquel on peut connecter une source lumineuse par exemple. Le faisceau de fibres optiques permet de guider des ondes lumineuses, visibles sur le panneau d'habillage, les ondes lumineuses pouvant être de couleur quelconque choisie par l'utilisateur du véhicule ou le constructeur. Cependant, lorsqu'une source lumineuse de type DEL (diode électroluminescente) RVB (rouge vert bleu) par exemple est utilisée, il est parfois difficile d'obtenir un éclairement uniforme pour chaque couleur à l'entrée de chaque fibre optique, ce qui résulte en un flux lumineux non uniforme et une distribution non homogène des couleurs dans chaque fibre optique. Le brevet EP0562873B1 présente un dispositif de couplage optique à section polygonale constante utilisé avec une source lumineuse à haute intensité, la section polygonale permettant d'obtenir un mélange de lumière amélioré et ainsi un éclairement uniforme pour chaque couleur en sortie du coupleur. Le coupleur optique peut être utilisé pour coupler la source lumineuse à un faisceau de fibres optiques, via un connecteur . Or, la section transverse d'un connecteur de faisceau de fibres optiques dépend du nombre et du type de fibres toronnées et peut être plus petite que la surface de la source lumineuse en entrée d'un coupleur, rendant ainsi l'utilisation d'un coupleur de section constante, comme celui présenté dans le brevet EP0562873B1 moins efficace à cause des pertes importantes de flux lumineux, le coupleur n'étant pas adapté à la fois aux tailles de la source lumineuse et de la surface du connecteur. Ainsi, il existe un besoin de transmettre un faisceau lumineux, notamment coloré émis par une source lumineuse, vers un faisceau de fibres optiques, via un connecteur de section inférieure à la surface de la source lumineuse, tout en minimisant les pertes de flux lumineux et en ayant un éclairement homogène pour chaque couleur, en entrée du connecteur. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant de coupler une source lumineuse de surface supérieure à la surface d'un connecteur liant un faisceau de fibres optiques, tout en minimisant les pertes de flux lumineux entre une source lumineuse et un faisceau de fibres optiques Un aspect de l’invention concerne un coupleur optique présentant un axe central longitudinal X, ledit coupleur optique comprenant une première, une deuxième et une troisième parties et dans lequel : ladite première partie comporte une enveloppe suivant une forme d'ellipsoïde de révolution d'axe X, tronquée selon une section de plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, de section transverse polygonale, l'aire de ladite section augmentant progressivement le long de l'axe longitudinal X, entre une section d'entrée et une première section intermédiaire; ladite troisième partie comporte une enveloppe suivant une forme de prisme droit, de section transverse polygonale d'aire constante entre une deuxième section intermédiaire et une première section de sortie; l'aire de la première section intermédiaire étant supérieure à l'aire de la deuxième section intermédiaire; Ladite deuxième partie étant une partie de transition disposée entre la première partie et la troisième partie, ladite deuxième partie comprenant une enveloppe ayant une section transverse dont l'aire diminue progressivement le long de l'axe longitudinal X, ladite deuxième partie comprenant : une première section de raccordement à la première partie , la première section de raccordement étant la première section intermédiaire, une deuxième section de raccordement à la deuxième partie, la deuxième section de raccordement étant la deuxième section intermédiaire . Grâce à l’invention, il est possible de recevoir un faisceau lumineux par la section d'entrée plus grande que la première section de sortie, ce qui permet de coupler une source lumineuse de section supérieure à la section d'un connecteur d'un ensemble de fibres optiques. L'enveloppe de la première partie a une forme permettant de collecter un maximum de lumière, chaque rayon lumineux arrivant vers l'enveloppe de la partie avec a un angle incident permettant sa réflexion totale. L'enveloppe de la deuxième partie a une forme permettant de relier la première partie et la troisième partie et est conçue de manière à minimiser les fuites de rayons lumineux et donc la perte de flux. La forme polygonale de la première et troisième sections permettent de casser les modes de propagations des rayons de couleurs différentes et d'obtenir une un éclairement uniforme pour chaque couleur en sortie du coupleur. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le coupleur optique selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : ledit coupleur optique a une configuration pleine; ledit coupleur optique comprend une quatrième partie comportant une enveloppe de section transverse d'aire constante, le long de l'axe longitudinal X, entre la première section de sortie et une deuxième section de sortie. Avantageusement, la quatrième partie permet d'adapter la forme de la deuxième section de sortie afin d'émettre un faisceau lumineux vers un récepteur de lumière, par exemple le connecteur de faisceau fibres optiques, dont la section d'entrée n'a pas la même forme que la première section de sortie de la troisième partie du coupleur optique. la section de l'enveloppe de la première partie, et/ou la section de l'enveloppe de la troisième partie sont respectivement des polygones d'ordre n, n étant un entier naturel compris entre 4 et 10. Avantageusement, une section en forme de polygone d'ordre n compris entre 4 et 10 permet de mieux homogénéiser la propagation de rayons lumineux de couleurs différentes au sein du coupleur optique et donc de casser les modes de propagations de chaque rayon lumineux. la section de l'enveloppe de la deuxième partie est un polygone d'ordre n. Cette caractéristique permet une transition sans discontinuité au niveau de la première section de raccordement et de la deuxième section de raccordement. n est égal à 6. Avantageusement, la forme hexagonale de la section de la première partie et de la troisième partie est la forme optimale pour d'homogénéiser la propagation de rayons lumineux de couleurs différentes afin d'obtenir un éclairement uniforme pour chaque groupe de rayons lumineux de même couleur. Ledit coupleur optique est formé à partir d’un matériau optique transparent de type polycarbonate (PC), Polyméthacrylate de méthyle (PMMA), verre ou silicone. l'enveloppe de la première partie présente un premier foyer et un deuxième foyer, le premier foyer étant situé à l'extérieur du coupleur optique. Un autre aspect de l’invention concerne un système d'éclairage optique comportant : Une source lumineuse; Un coupleur optique selon l'invention Un faisceau de fibres optiques ; Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le système d'éclairage optique selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : la source lumineuse est une source de lumière monochromatique, bichromatique ou trichromatique. la source lumineuse est placée au foyer conjugué du premier foyer par la surface d'entrée. Avantageusement, cette caractéristique permet à tous les rayons entrants dans le coupleur via la section d'entrée, d'être focalisé au deuxième foyer après leurs réflexion totale ou partielle . le faisceau de fibres optiques comprend une pluralité de fibres optiques, chaque fibre optique de la pluralité de fibres optiques est formée à partir de Polyméthacrylate de méthyle. Le Polyméthacrylate de méthyle est un matériau avantageux permettant d'obtenir un ensemble de fibres optiques souples et fines pouvant être tissées dans un textile compris dans un panneau d'habillage pour habitacle de véhicule. Un autre aspect de l’invention concerne un panneau d'habillage pour habitacle de véhicule comprenant le système d'éclairage selon l'invention. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. La est un schéma représentant un système d'éclairage optique selon l'invention. La est un schéma détaillé d'un coupleur optique selon l'invention compris dans un système d'éclairage optique selon l'invention. La est un schéma représentant les trajets respectifs de deux rayons lumineux issus d'une source lumineuse vers la première partie du coupleur optique selon l'invention. Coupleur optique (22) présentant un axe central longitudinal X, ledit coupleur optique (22) comprenant une première (221), une deuxième (222) et une troisième (223) parties et dans lequel : ladite première partie (221) comporte une enveloppe (221') suivant une forme d'ellipsoïde de révolution d'axe X, tronquée selon une section de plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, de section transverse (S1) polygonale, l'aire de ladite section transverse (S1) augmentant progressivement le long de l'axe longitudinal X, entre une section d'entrée (SE) et une première section intermédiaire (SI1); ladite troisième partie (223) comporte une enveloppe (222') suivant une forme de prisme droit, de section transverse (S3) polygonale d'aire constante entre une deuxième section intermédiaire (SI2) et une première section de sortie (SS1) l'aire de la première section intermédiaire (SI1) étant supérieure à l'aire de la deuxième section intermédiaire (SI2), Ladite deuxième partie (222) étant une partie de transition disposée entre la première partie (221) et la troisième partie (223), ladite deuxième partie (222) comprenant une enveloppe (222') ayant une section transverse (S2) dont l'aire diminue progressivement le long de l'axe longitudinal X, ladite deuxième partie (222) comprenant : une première section de raccordement à la première partie (221), la première section de raccordement étant la première section intermédiaire (SI1), une deuxième section de raccordement à la deuxième partie (222), la deuxième section de raccordement étant la deuxième section intermédiaire (SI2). Coupleur optique (22) selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit coupleur optique (22) a une configuration pleine. Coupleur optique (22) selon l'une quelconques des revendications précédentes en ce que ledit coupleur optique (22) comprend une quatrième partie (224) comportant une enveloppe (224') de section transverse (S4) d'aire constante, le long de l'axe longitudinal X, entre la première section de sortie (SS1) et une deuxième section de sortie (SS2). Coupleur optique (22) selon l'une quelconques des revendications précédentes caractérisé en ce que la section transverse (S1) de l'enveloppe (221') de la première partie (221) et/ou la section transverse (S3) de l'enveloppe (223') de la troisième partie (223) sont respectivement des polygones d'ordre n, n étant un entier naturel compris entre 4 et 10. Coupleur optique (22) selon la revendication précédente caractérisé en ce que n est égal à 6. Coupleur optique (22) selon l'une quelconques des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit coupleur optique (22) est formé à partir du matériau suivant : polycarbonate, Polyméthacrylate de méthyle, verre ou silicone. Coupleur optique (22) selon l'une quelconques des revendications précédentes caractérisé en ce que l'enveloppe (221') de la première partie (221) présente un premier foyer (F1) et un deuxième foyer (F2), le premier foyer (F1) étant situé à l'extérieur du coupleur optique (22). Système d'éclairage optique (2) comportant: Une source lumineuse (21); Un coupleur optique (22) selon l'une quelconques des revendications 1 à 7; Un faisceau de fibres optique (23). Système d'éclairage optique (2) selon la revendication 8 selon lequel la source lumineuse (21) est placée au foyer conjugué (F'1) du premier foyer (F1) par la surface d'entrée (SE) . Système d'éclairage optique (2) selon l'une quelconques des revendications 8 à 9 selon lequel le faisceau de fibres optiques (23) comprend une pluralité de fibres optiques, chaque fibre optique de la pluralité de fibres optiques étant formée de Polyméthacrylate de méthyle.