Brevet FR3146976A1 — publié le 20240927

Un dispositif d’éclairage (DE) comprend une source générant des photons devant participer à une fonction photométrique choisie, et un guide de lumière (GL) recevant les photons générés et comportant une face arrière (FR1) munie dans des plans transversaux de prismes de réflexion (PR) propres à réfléchir les photons reçus suivant une direction générale prédéfinie afin qu’ils sortent par une face avant (FV). Chaque prisme de réflexion (PR) comprend une face de réflexion (FR2) ayant dans le plan transversal associé une forme concave propre à induire une dispersion d’angles de réflexion des photons reçus autour de la direction générale dans ce plan transversal. Figure 3 DISPOSITIF D’ÉCLAIRAGE À GUIDE DE LUMIÈRE À PRISMES DE RÉFLEXION DISPERSIFS Domaine technique de l’invention L’invention concerne les dispositifs d’éclairage qui comprennent une source de photons et un guide de lumière devant participer à la réalisation d’une fonction photométrique. Etat de la technique Dans ce qui suit, on entend par « fonction photométrique » aussi bien une fonction photométrique de signalisation, qu’une fonction photométrique d’éclairage ou qu’une fonction photométrique d’effet lumineux, éventuellement décoratif. Dans certains domaines, comme par exemple celui des véhicules, éventuellement de type automobile, on utilise des dispositifs d’éclairage comprenant une source générant des photons devant participer à une fonction photométrique choisie et un guide de lumière recevant les photons générés par la source et transférant ces photons reçus vers une face avant de sortie. On notera que de tels dispositifs d’éclairage peuvent faire partie de blocs optiques (avant ou arrière) de véhicules chargés d’assurer au moins une fonction photométrique. Dans ce cas, la fonction photométrique peut être une fonction d’éclairage ou bien une fonction de signalisation, comme par exemple une fonction de feu de jour (ou DRL (« Daytime Running Light (ou Lamp) » - signalisation lumineuse allumée automatiquement lorsque le véhicule est mis en fonctionnement pendant le jour)), ou une fonction d’indicateur de changement de direction (ou clignotant). Les guides de lumière qui sont utilisés dans les dispositifs d’éclairage présentés ci-avant comportent une face arrière qui est munie dans des plans transversaux (perpendiculaires à leur « direction longitudinale ») de prismes de réflexion propres à réfléchir les photons reçus suivant une direction générale prédéfinie afin qu’ils sortent par une face avant. Dans la pratique, les prismes de réflexion réfléchissent les photons avec une légère dispersion d’angles de réflexion autour de la direction générale dans leur plan transversal en raison de la diffraction lumineuse provoquée par des impuretés de matière et des irrégularités de surface. Typiquement, cette dispersion se fait sur un secteur angulaire compris entre 10° et 20°, ce qui est considéré dans le domaine de l’optique comme très directif. Lorsque le guide de lumière est installé sensiblement horizontalement, il est possible de se déplacer devant lui sans percevoir une baisse importante de l’intensité lumineuse de sa fonction photométrique. Cela résulte du fait que l’on se déplace sensiblement parallèlement à la direction longitudinale du guide de lumière (et donc perpendiculairement aux plans transversaux de ce dernier). Cependant, lorsque le guide de lumière est installé avec une composante verticale non nulle, on perçoit en se déplaçant devant lui que l’intensité lumineuse de sa fonction photométrique varie fortement dès que l’on dépasse le secteur angulaire de dispersion précité. Typiquement, dès que l’on se retrouve positionné de 3/4 par rapport au guide de lumière, l’intensité lumineuse de sa fonction photométrique est très réduite, ce qui rend cette dernière plus difficilement observable et nuit à l’esthétisme et/ou à l’éventuelle signature lumineuse ou à un éventuel effet de style. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation. Présentation de l’invention Elle propose notamment à cet effet un dispositif d’éclairage comprenant, d’une part, une source générant des photons devant participer à une fonction photométrique choisie, et, d’autre part, un guide de lumière recevant les photons générés et comportant une face arrière munie dans des plans transversaux de prismes de réflexion propres à réfléchir les photons reçus suivant une direction générale prédéfinie afin qu’ils sortent par une face avant. Ce dispositif d’éclairage se caractérise par le fait que chaque prisme de réflexion comprend une face de réflexion ayant dans le plan transversal associé une forme concave propre à induire une dispersion d’angles de réflexion des photons reçus autour de la direction générale dans ce plan transversal. Cette dispersion des angles de réflexion permet lorsque le guide de lumière est installé avec une composante verticale non nulle de percevoir en se déplaçant devant lui une intensité lumineuse de sa fonction photométrique variant (très) faiblement, ce qui rend cette dernière toujours observable et permet d’éviter de nuire à l’esthétisme et/ou à l’éventuelle signature lumineuse ou à un éventuel effet de style. Le dispositif d’éclairage selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - la dispersion peut être réalisée dans des secteurs angulaires qui sont situés de part et d’autre de la direction générale dans le plan transversal concerné ; - en présence de la dernière option, chaque secteur angulaire peut être compris entre 15° et 40° ; - la forme concave peut être choisie parmi une forme semi-circulaire, une forme elliptique, une forme parabolique, une forme hyperbolique et un facettage multiple ; - dans un premier mode de réalisation chaque prisme de réflexion peut être défini à l’intérieur d’une partie principale du guide de lumière ; - dans un second mode de réalisation chaque prisme de réflexion peut être défini dans une partie saillante du guide de lumière qui prolonge vers l’arrière une partie principale du guide de lumière. L’invention propose également un bloc optique, d’une part, propre à équiper un véhicule et à assurer au moins une fonction photométrique choisie, et, d’autre part, comprenant au moins un dispositif d’éclairage du type de celui présenté ci-avant. Par exemple, la (chaque) fonction photométrique peut être choisie parmi une fonction photométrique d’éclairage et une fonction photométrique de signalisation. L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un bloc optique du type de celui présenté ci-avant. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : illustre schématiquement, dans une vue de face du côté de la face arrière, un exemple de réalisation d’un dispositif d’éclairage selon l’invention, illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté de la face arrière, une partie du guide de lumière du dispositif d’éclairage de la , illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan transversal, une partie du guide de lumière du dispositif d’éclairage de la , avec un premier exemple de réalisation d’un prisme de réflexion, illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan transversal, une partie du guide de lumière du dispositif d’éclairage de la , avec un deuxième exemple de réalisation d’un prisme de réflexion, illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan transversal, une partie du guide de lumière du dispositif d’éclairage de la , avec un troisième exemple de réalisation d’un prisme de réflexion, et illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan transversal, une partie du guide de lumière du dispositif d’éclairage de la , avec un quatrième exemple de réalisation d’un prisme de réflexion. Description détaillée de l’invention L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif d’éclairage DE ayant un guide de lumière GL comportant une face arrière FR1 munie de prismes de réflexion PR dispersifs. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le dispositif d’éclairage DE est destiné à faire partie d’un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à cette application. En effet, le dispositif d’éclairage DE peut être un équipement pouvant être rapporté et utilisé dans de nombreux systèmes ou pouvant faire partie d’un autre équipement faisant lui-même partie d’un système. Ainsi, le dispositif d’éclairage DE peut faire partie de n’importe quel véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien), de n’importe quelle installation, y compris de type industriel, de n’importe quel appareil (ou système), y compris de type grand public, et de n’importe quel bâtiment, par exemple. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le dispositif d’éclairage DE est destiné à faire partie d’un bloc optique constituant un feu avant d’un véhicule automobile et assurant au moins une fonction photométrique choisie. Mais le bloc optique pourrait constituer un feu arrière ou un phare (ou projecteur) avant d’un véhicule, par exemple. De plus, compte tenu des choix qui précèdent, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le dispositif d’éclairage DE est destiné à assurer une fonction photométrique de signalisation. Par exemple, il s’agit d’une fonction de feu de jour (ou DRL). Mais il pourrait également s’agir d’une fonction d’indicateur de changement de direction (ou clignotant) ou d’une fonction de feu de stop. On notera cependant que l’invention n’est pas limitée aux fonctions photométriques de signalisation. En effet, le dispositif d’éclairage DE, selon l’invention, est un dispositif lumineux pouvant assurer une fonction photométrique de signalisation ou d’éclairage ou d’effet lumineux (éventuellement décoratif). Dans ce qui précède et ce qui suit la notion « d’avant » est définie par rapport au lieu où sortent les photons participant à la fonction photométrique, et la notion « d’arrière » est définie par rapport au lieu qui est opposé à celui où sortent les photons participant à la fonction photométrique. Par conséquent, la face avant d’un élément est orientée vers l’extérieur. Sur les figures 1 à 6 la direction X est une direction longitudinale, la direction Y est une direction transversale, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X, et la direction Z est une direction verticale, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y. Par conséquent, un plan transversal est un plan YZ défini par les directions transversale Y et verticale Z, et perpendiculaire à la direction longitudinale X. On a schématiquement illustré sur la un exemple de réalisation d’un dispositif d’éclairage DE selon l’invention. On notera qu’ici le dispositif d’éclairage DE est destiné à être au moins partiellement logé dans un boîtier d’un bloc optique de véhicule. Comme illustré, un dispositif d’éclairage DE, selon l’invention, comprend au moins une source de photons SP et un guide de lumière GL. La source de photons SP est agencée de manière à générer des photons devant participer à une fonction photométrique choisie (ici de type DRL), lorsqu’elle est alimentée en courant électrique. Par exemple, cette source de photons SP peut comporter au moins une diode électroluminescente (ou LED (« Light Emitting Diode »)) ou au moins une diode laser ou un laser à gaz ou encore au moins une ampoule (éventuellement au xénon). Le choix du type de la source de photons SP peut dépendre de la fonction photométrique à laquelle elle participe. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur la , la source de photons SP peut être installée sur une carte électronique CE qui peut être une carte à circuits imprimés de type PCB (« Printed Circuit Board »). Le guide de lumière GL s’étend sensiblement suivant la direction longitudinale X entre des première E1 et seconde E2 extrémités opposées. Par exemple, la première extrémité E1 peut être installée en regard de la source de photons SP, afin de recevoir les photons générés par cette dernière (SP). On notera que le guide de lumière GL n’est pas forcément rectiligne. Il peut en effet comporter au moins une courbure. Dans l’exemple illustré non limitativement sur la , le guide de lumière GL est de type cylindrique à section transverse circulaire, avec une sortie des photons sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale X. Mais le guide de lumière GL pourrait avoir une section transverse d’une autre forme générale. Comme illustré sur les figures 1 à 6, le guide de lumière GL comprend une face arrière FR1 et une face avant FV, opposée à cette face arrière FR1. Egalement comme illustré sur les figures 1 à 6, la face arrière FR1 est munie dans des plans transversaux YZ de prismes de réflexion PR qui sont propres à réfléchir les photons reçus (ici par la première extrémité E1) suivant une direction générale dg prédéfinie (voir ) afin qu’ils sortent par la face avant FV. Comme illustré sur les figures 3 à 6, chaque prisme de réflexion PR comprend une face de réflexion FR2 qui a dans le plan transversal YZ associé une forme concave propre à induire une dispersion d’angles de réflexion des photons reçus autour de la direction générale dg dans ce plan transversal YZ. On comprendra que, grâce à cette forme concave et non plus rectiligne de chaque face de réflexion FR2 dans le plan transversal YZ, les photons parvenant sur la zone centrale d’une face de réflexion FR2 sont réfléchis suivant la direction générale dg, tandis que les photons parvenant sur les zones latérales de cette face de réflexion FR2 sont réfléchis suivant une direction qui est désorientée angulairement par rapport à la direction générale dg. Cela résulte du fait que la réflexion se fait localement perpendiculairement à la face de réflexion FR2, et donc que la concavité induit localement une désorientation angulaire par rapport à la direction générale dg obtenue dans la zone centrale. Potentiellement, et comme illustré non limitativement sur la , plus la réflexion est éloignée de la zone centrale, plus l’écart angulaire (ou la désorientation angulaire) par rapport à la direction générale dg peut être important(e). Grâce à cette dispersion des angles de réflexion, lorsque le guide de lumière GL est installé avec une composante verticale non nulle, on perçoit en se déplaçant devant lui que l’intensité lumineuse de sa fonction photométrique varie (très) faiblement. Notamment, dès que l’on se retrouve positionné de 3/4 par rapport au guide de lumière GL on continue à percevoir une importante intensité lumineuse de sa fonction photométrique, ce qui rend cette dernière toujours observable et permet d’éviter de nuire à l’esthétisme et/ou à l’éventuelle signature lumineuse ou à un éventuel effet de style. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 3 à 6, la dispersion peut être réalisée dans des secteurs angulaires ad1 et ad2 qui sont situés de part et d’autre de la direction générale dg dans le plan transversal YZ concerné. Egalement par exemple, chaque secteur angulaire ad1, ad2 peut être compris entre 15° et 40°. A titre d’exemple illustratif, chaque secteur angulaire ad1, ad2 peut être égal à 30°. On notera qu’en présence d’une forme concave non symétrique, on pourrait avoir des secteurs angulaires ad1 et ad2 différents. On notera également que la réfraction qui est provoquée par la traversée de l’interface entre la face avant FV du guide de lumière GL et l’air extérieur contribue à augmenter encore plus en sortie de ce dernier (GL) chaque secteur angulaire ad1, ad2. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 3 et 4, la forme concave peut être une forme semi-circulaire. Mais elle peut présenter d’autres formes. Ainsi, elle peut, par exemple et non limitativement, présenter une forme elliptique (voir ), ou une forme parabolique, ou une forme hyperbolique, ou encore un facettage multiple (voir ). On comprendra que la forme concave sera choisie en fonction des besoins. De même, les dimensions et position de la forme concave par rapport à l’axe (ici longitudinal) du guide de lumière GL seront choisies en fonction des besoins. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 3, 5 et 6, chaque prisme de réflexion PR peut être défini à l’intérieur d’une partie principale PP du guide de lumière GL. On entend ici par « partie principale PP » la partie du guide de lumière GL qui a une section transverse de forme générale circulaire (hormis dans la zone où sont définis les prismes de réflexion PR). Mais cela n’est pas une obligation. En effet, et comme illustré non limitativement sur la , chaque prisme de réflexion PR peut être défini dans une partie saillante PS du guide de lumière GL qui prolonge vers l’arrière la partie principale PP du guide de lumière GL. On notera également que les formes, inclinaisons, nombres et écartements des prismes de réflexion PR peuvent être identiques ou variables selon les besoins. Cela peut notamment dépendre de paramètres optiques, comme par exemple la disposition du guide de lumière GL dans l’espace et/ou la forme/galbe du guide de lumière GL et/ou la direction générale dg d’éclairage souhaitée par rapport au guide de lumière GL et/ou la matière utilisée pour le guide de lumière GL et/ou les nombre et type de LEDs utilisées pour la source de photons SP. Dispositif d’éclairage (DE) comprenant i) une source (SP) générant des photons devant participer à une fonction photométrique choisie, et ii) un guide de lumière (GL) recevant lesdits photons générés et comportant une face arrière (FR1) munie dans des plans transversaux de prismes de réflexion (PR) propres à réfléchir lesdits photons reçus suivant une direction générale prédéfinie afin qu’ils sortent par une face avant (FV), caractérisé en ce que chaque prisme de réflexion (PR) comprend une face de réflexion (FR2) ayant dans ledit plan transversal associé une forme concave propre à induire une dispersion d’angles de réflexion desdits photons reçus autour de ladite direction générale dans ce plan transversal. Dispositif d’éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite dispersion est réalisée dans des secteurs angulaires situés de part et d’autre de ladite direction générale dans ledit plan transversal concerné. Dispositif d’éclairage selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque secteur angulaire est compris entre 15° et 40°. Dispositif d’éclairage selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite forme concave est choisie parmi une forme semi-circulaire, une forme elliptique, une forme parabolique, une forme hyperbolique et un facettage multiple. Dispositif d’éclairage selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque prisme de réflexion (PR) est défini à l’intérieur d’une partie principale (PP) dudit guide de lumière (GL). Dispositif d’éclairage selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque prisme de réflexion (PR) est défini dans une partie saillante (PS) dudit guide de lumière (GL) qui prolonge vers l’arrière une partie principale (PP) dudit guide de lumière (GL). Bloc optique propre à équiper un véhicule et à assurer au moins une fonction photométrique choisie, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif d’éclairage (DE) selon l’une des revendications précédentes. Bloc optique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite fonction photométrique est choisie parmi une fonction photométrique d’éclairage et une fonction photométrique de signalisation. Véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un bloc optique selon la revendication 7 ou 8. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il est de type automobile.