Brevet FR3149071A1 — publié le 20241129

L’invention concerne un optique pour un module lumineux, le dispositif optique comprenant un guide optique (30) cylindrique courbé comprenant une face d’extrémité d’entrée de lumière émise par une source lumineuse et une surface latérale de sortie de la dite lumière, dispositif caractérisé en ce qu’il comprend également un réflecteur (50) comprenant une surface réfléchissante (51) configurée pour réfléchir la lumière sortant de la surface latérale du guide et pour former un faisceau lumineux, surface réfléchissante (51) de forme générale allongée présentant dans un plan longitudinal un profil courbé et présentant au moins localement une section parabolique dans un plan perpendiculaire au profil courbé, de sorte que, dans le plan longitudinal, des rayons du faisceau lumineux formé par réflexion sur la surface réfléchissante (51) s’étendent selon des directions normales au profil courbé de la surface réfléchissante. Figure 3 Dispositif optique avec guide optique et réflecteur Domaine technique de l’invention Le domaine technique de l’invention concerne un dispositif optique pour un module lumineux, plus particulièrement dans le domaine de l’éclairage et de la signalisation pour véhicule automobile. État de la technique Dans le domaine automobile notamment, il est aujourd’hui courant de réaliser des modules lumineux adaptés pour produire un faisceau lumineux en forme de bandeau de faible largeur et de longueur bien plus importante que la largeur. Le document D1 = FR3079596 décrit un dispositif optique comprenant un guide optique avec une face d'entrée de lumière émise par une LED, et une face de sortie de ladite lumière, les deux faces étant sensiblement parallèles, et un réflecteur parabolique configuré pour réfléchir la lumière sortant du guide optique et pour former un faisceau lumineux suivant un axe directeur (encore appelé axe optique ou directrice) du réflecteur. En positionnant côte à côte plusieurs dispositifs optiques élémentaires selon D1, comme cela est représenté sur la , il est possible de réaliser un dispositif optique comprenant une multitude de sources lumineuses de type LED adjacentes, éclairant une multitude de surfaces paraboliques adjacentes pour former un faisceau lumineux en forme de bandeau. Un tel dispositif optique présente toutefois des inconvénients. Multiplier les sources nécessite notamment de multiplier les circuits électroniques pour les commander ; ceci suppose un dispositif optique et un circuit imprimé (ou PCB, Printed circuit board) de taille suffisante pour accueillir la multiplicité des LEDs, et entraîne également une consommation énergétique importante ; ceci se traduit donc par un coût de réalisation et des coûts d’exploitation importants. Par ailleurs, pour les modules lumineux présentant un profil courbé (ou galbé), comme cela est généralement le cas pour des modules lumineux proches des ailes du véhicule, et notamment pour les modules lumineux demandant une forte intensité lumineuse comme les modules stop, clignotant ou antibrouillard, les surfaces paraboliques sont toutes orientées dans la même direction ( ) afin d’avoir la performance optique requise pour satisfaire à la réglementation. Et on constate dans la pratique, en vue de face (c’est à dire la vue d’une personne positionnée devant ou derrière le véhicule et regardant le véhicule) que le bandeau lumineux est pixelisé, à cause de l’absence de rayon lumineux au niveau de l’épaisseur (de l’ordre du millimètre) des parois séparant deux réflecteurs paraboliques adjacents. En vue latérale (c’est à dire la vue d’une personne positionnée d’un côté du véhicule du véhicule et regardant le véhicule), ce phénomène est encore accentué. En effet, à cause de la courbure du profil, il faut relier géométriquement entre elles deux surfaces paraboliques 11 adjacentes par une paroi longitudinale 12 de longueur l de l’ordre de quelques millimètres ( ) . Lorsque le bandeau est observé latéralement, ces parois longitudinales ont un aspect plus sombre car elles ne sont pas éclairées directement par les LEDs. Ceci se traduit par des raies sombres espacées régulièrement le long du bandeau lumineux. Pour les modules lumineux demandant une intensité lumineuse plus faible, il est possible d’orienter les paraboles chacune selon une direction perpendiculaire au profil courbé du module. Cette solution permet de supprimer le phénomène de raies sombres visible sur le côté du véhicule. Toutefois, le phénomène de pixellisation ne disparaît pas complètement (l’épaisseur de la paroi entre parabole demeure), et les coûts de réalisation et d’exploitation restent importants. Selon une autre technique connue, il est possible de réaliser un dispositif optique comprenant un guide optique cylindrique ( ) comprenant une face d’extrémité 22 d’entrée de lumière émise par une source lumineuse 21 (par ex. une LED) et une surface latérale 23 de sortie de la dite lumière. Le guide optique cylindrique présente, sur une surface latérale 24, une pluralité de prismes 25 adjacents s’étendant chacun en longueur dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal du guide optique (fig_2c). Lorsqu’une lumière est appliqué sur la face d’extrémité 22 d’entrée du guide, chaque prisme 25 redirige les rayons lumineux qu’il reçoit dans un plan transversal sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal du guide (fig_2a) selon un angle d’ouverture Alpha α d’environ 10 à 20° dans le plan transversal (fig_2b). Selon cette technique, un bandeau lumineux courbé peut ainsi être réalisé par un guide lumineux cylindrique courbé, et à partir d’une unique LED 21. Un réflecteur n’est pas nécessaire et les moyens électroniques nécessaires à l’alimentation et à la commande de l’éclairage sont limités. L’aspect général du bandeau obtenu est relativement homogène : le phénomène de pixellisation ou de raie sombre existant dans les modules lumineux à multiples LEDs et multiples paraboles décrit ci-dessus n’est pas présent. Cependant, on constate dans la pratique que le guide a un aspect visible de cannelure, à cause de la pluralité de prismes visibles par transparence (fig_2c). De plus, la largeur du bandeau lumineux obtenu est limitée physiquement par le guide optique à une largeur de l’ordre de 5 à 10 mm. Ceci est du à l’angle Alpha du cône transversal de lumière qui est limité à environ 20° (fig_2b). Si un bandeau plus large est souhaité, des dispositifs optiques plus onéreux et plus complexes doivent être envisagés, comme par exemple un guide optique plat, une multiplicité de réflecteurs ou une multiplicité de LEDs. L’invention propose une solution technique pour pallier tout ou partie des inconvénients des dispositifs optiques exposés ci-dessus. A cet effet, l’invention propose un nouveau dispositif optique pour un module lumineux, dispositif optique comprenant un guide optique (30) cylindrique courbé comprenant une face d’extrémité (31) d’entrée de lumière émise par une source lumineuse (41) et une surface latérale (32) de sortie de la dite lumière. Le dispositif selon l’invention est caractérisé en ce qu’il comprend également un réflecteur (50) comprenant une surface réfléchissante (51) configurée pour réfléchir la lumière sortant de la surface latérale (32) du guide et pour former un faisceau lumineux (54), surface réfléchissante (51) de forme générale allongée présentant dans un plan longitudinal (B-B) un profil courbé et présentant au moins localement une section parabolique (52) dans un plan perpendiculaire (A-A) au profil courbé, de sorte que, dans le plan longitudinal, des rayons du faisceau lumineux (54) formé par réflexion sur la surface réfléchissante (51) s’étendent selon des directions normales au profil courbé de la surface réfléchissante. L’invention propose ainsi de combiner astucieusement les deux techniques optiques de l’état de l’art, pour former un dispositif optique comprenant un grand réflecteur comprenant une unique surface parabolique associée à un guide optique cylindrique courbé réfléchissant sur une surface transversale les rayons lumineux qu’il reçoit d’une unique source de lumière. L’unique surface parabolique est continue sur toute la longueur du réflecteur de sorte que toute la surface réfléchissante est éclairée ; les phénomènes de pixellisation ou de raies sombres dues à des zones localement non éclairées sont évités et le bandeau lumineux obtenu est ainsi continu. De plus, le dispositif selon l’invention utilise une unique source lumineuse de sorte que la consommation énergétique et les coûts de réalisation du dispositif sont limités. L’invention concerne également un module lumineux de signalisation ou d’éclairage comprenant un dispositif optique tel que décrit ci-dessus. L’invention concerne enfin un véhicule automobile comprenant au moins un module lumineux comprenant un dispositif optique tel que décrit ci-dessus. Présentation des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d’un exemple de mise en œuvre de l'invention. Cet exemple est donné à titre non limitatif. La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels : la montre un dispositif optique à paraboles connu, la montre un guide optique connu, la montre une vue isométrique d’un dispositif optique selon l’invention, la montre une vue de face d’un dispositif optique selon l’invention, la montre une vue de dessous d’un dispositif optique selon l’invention, la montre une vue en coupe A-A d’un dispositif optique selon l’invention, la montre une vue en coupe A-A de variantes du dispositif optique de la . Description détaillée Comme dit précédemment, l’invention concerne un dispositif optique pour un module lumineux. L’invention concerne également un module lumineux de signalisation ou d’éclairage comprenant un dispositif optique, et un véhicule automobile comprenant au moins un module lumineux pour assurer une fonction d’éclairage ou de signalisation. Le dispositif optique selon l’invention comprend un guide optique 30 cylindrique courbé comprenant une face d’extrémité 31 d’entrée de lumière émise par une source lumineuse et une surface latérale 32 de sortie de la dite lumière. La source lumineuse est par exemple de manière connue en soi une LED 41 portée par un circuit imprimé 42. Le guide optique 30 est similaire au guide optique connu représenté sur la . Le dispositif selon l’invention est caractérisé en ce qu’il comprend également un réflecteur 50 comprenant une surface réfléchissante 51 configurée pour réfléchir la lumière sortant de la surface latérale 32 du guide et pour former un faisceau lumineux 54, surface réfléchissante 51 de forme générale allongée présentant dans un plan longitudinal (B-B) un profil courbé ( ) et présentant au moins localement une section parabolique 52 dans un plan perpendiculaire au profil courbé (A-A, ), de sorte que, dans le plan longitudinal, des rayons du faisceau lumineux 54 formé par réflexion sur la surface réfléchissante 51 s’étendent selon des directions normales au profil courbé de la surface réfléchissante. Dans l’exemple représenté , la surface réfléchissante 51 comprend un foyer courbe consistant en une ligne courbe passant par un foyer 53 ( ) de chaque section parabolique 52 du réflecteur, dans lequel le guide optique est positionné par rapport au réflecteur de sorte que la lumière sortant du guide optique passe par le foyer courbe de la surface réfléchissante 51. Ainsi les rayons du faisceau lumineux 54 sortant du dispositif optique s’étendent selon des directions parallèles au plan longitudinal B-B de la surface réfléchissante. Idéalement, dans chaque section parabolique du réflecteur ( ), le rayon central 33a sortant du guide optique passe par le foyer 53. Le guide optique peut présenter une même courbure que le profil courbé de la surface réfléchissante ( ). Le foyer courbe présente également la même courbure. Tout au long de la courbure, le guide optique éclaire ainsi la surface réfléchissante du réflecteur de manière homogène ; le bandeau lumineux résultant est homogène tout au long de la courbure du dispositif optique. Le dispositif optique représenté comprend également une paroi opaque 60 ( ) configurée pour masquer le guide optique. Par « masquer le guide optique », on entend ici rendre le guide optique invisible en vision directe pour une personne regardant un véhicule comprenant un module optique intégrant un dispositif optique selon l’invention. Dans les exemples représentés, la paroi opaque s’étend dans un plan directeur de la surface réfléchissante ; par plan directeur, on entend un plan parallèle au plan longitudinal B-B. Selon des modes de réalisation, la paroi opaque 60 peut -être : - une paroi externe du réflecteur, ou - une paroi d’un masque de style du module lumineux. Une courbe et une longueur de la section parabolique 52 de la surface réfléchissante 51 sont ajustées en fonction d’une largeur Lf souhaitée du faisceau lumineux 54. Il est ainsi possible de réaliser des bandeaux lumineux de plus grande largeur que ce qu’il est possible de faire avec les techniques antérieures. Une distance D entre le guide optique et le foyer courbe est ajustée de sorte que la lumière sortant du guide optique éclaire au moins 70 % et de préférence 100 % de la surface réfléchissante du réflecteur, pour optimiser au mieux la largeur du faisceau lumineux 54 en fonction de la lumière sortant du guide optique et des dimensions de la section parabolique 52 de la surface réfléchissante. Dans le plan perpendiculaire A-A au profil courbé du réflecteur, un angle béta β entre le rayon central 33a sortant du guide optique et un rayon correspondant 54a réfléchi par la surface réfléchissante 51 et, le cas échéant, la largeur (Lp) de la paroi opaque 60 s’il y en a une, sont ajustées de sorte à masquer le guide optique en vision directe. Dans les exemples représentés, la limite de vision directe est représentée par un trait en tiret-point, et les rayons lumineux sont représentés en pointillés. Dans l’exemple de la , le guide est orienté à 90°, c’est à dire que que le rayon central 33a sortant du guide optique forme un angle béta de 90° avec le rayon correspondant 54a réfléchi par la surface réfléchissante. Dans l’exemple de la fig_7a, et par rapport à l’exemple de la , l’angle béta a été réduit de sorte que le guide se trouve masqué par la paroi réfléchissante. L’encombrement global du dispositif est également limité. Dans l’exemple de la fig_7b, la largeur Lp de la paroi opaque a été augmentée par rapport à l’exemple de la , pour masquer le guide optique en vision directe. Dispositif optique pour un module lumineux, le dispositif optique comprenant un guide optique (30) cylindrique courbé comprenant une face d’extrémité (31) d’entrée de lumière émise par une source lumineuse (41) et une surface latérale (32) de sortie de la dite lumière, dispositif caractérisé en ce qu’il comprend également un réflecteur (50) comprenant une surface réfléchissante (51) configurée pour réfléchir la lumière sortant de la surface latérale (32) du guide et pour former un faisceau lumineux (54), surface réfléchissante (51) de forme générale allongée présentant dans un plan longitudinal (B-B) un profil courbé et présentant au moins localement une section parabolique (52) dans un plan perpendiculaire (A-A) au profil courbé, de sorte que, dans le plan longitudinal, des rayons du faisceau lumineux (54) formé par réflexion sur la surface réfléchissante (51) s’étendent selon des directions normales au profil courbé de la surface réfléchissante. Dispositif optique selon la revendication 1 dans lequel la surface réfléchissante (51) comprend un foyer courbe consistant en une ligne courbe passant par un foyer (53) de chaque section parabolique (52) de la surface réfléchissante, et dans lequel le guide optique est positionné par rapport au réflecteur de sorte que la lumière sortant du guide optique passe par le foyer courbe de la surface réfléchissante. Dispositif optique selon l’une des revendication 1 à 2, dans lequel le guide optique présente une même courbure que le profil courbé de la surface réfléchissante. Dispositif optique selon l’une des revendication 1 à 3 comprenant également une paroi opaque (60) configurée pour masquer le guide optique. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel la paroi opaque (60) s’étend dans un plan directeur de la surface réfléchissante, le plan directeur étant parallèle au plan longitudinal (B-B). Dispositif selon l’une des revendications 4 à 5 dans lequel la paroi opaque est : - une paroi externe du réflecteur, ou - une paroi opaque (60) d’un masque de style du module lumineux. Dispositif optique selon l’une des revendications 2 à 6 dans lequel une courbure et une longueur de la section parabolique (52) de la surface réfléchissante sont ajustées en fonction d’une largeur (Lf) souhaitée du faisceau lumineux (54). Dispositif optique selon l’une des revendications 2 à 7 dans lequel une distance entre le guide optique et le foyer courbe est ajustée de sorte que la lumière sortant du guide optique éclaire au moins 70 % et de préférence 100 % de la surface du réflecteur. Dispositif optique selon l’une des revendications 2 à 8 dans lequel, dans le plan perpendiculaire (A-A) au profil courbé du réflecteur, un angle béta entre un rayon central (33a) sortant du guide optique et un rayon correspondant (54a) réfléchi par la surface réfléchissante (51) et, le cas échéant, la largeur (Lp) de la paroi opaque (60) s’il y en a une, sont ajustés de sorte à masquer le guide optique en vision directe. Module lumineux de signalisation ou d’éclairage comprenant un dispositif optique selon l’une des revendications précédentes.