Brevet FR3163426A1 — publié le 20251219

Un dispositif d’éclairage (DE) équipe un véhicule et comprend : - une source de photons (SP) générant des photons, - un écran de diffusion (ED) diffusant les photons qu’il reçoit pour qu’ils assurent au moins une fonction photométrique, - au moins un premier élément optique (EO1) installé entre la source de photons (SP) et l’écran de diffusion (ED) et propre à assurer une première répartition spatiale prédéfinie des photons générés, et - au moins un deuxième élément optique (EO2) installé entre le premier élément optique (EO1) et l’écran de diffusion (ED) et propre à assurer une diffusion interne des photons répartis spatialement avant qu’ils n’atteignent l’écran de diffusion (ED). Figure 2 DISPOSITIF D’ÉCLAIRAGE À DIFFUSION HOMOGÈNE DE PHOTONS, POUR UN VÉHICULE Domaine technique de l’invention L’invention concerne les véhicules comprenant au moins un dispositif d’éclairage propre à assurer au moins une fonction photométrique par diffusion de photons. Etat de la technique Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent, généralement dans une extrémité avant, au moins un dispositif d’éclairage comportant une source générant des photons et un écran de diffusion diffusant les photons générés vers l’extérieur du véhicule pour qu’ils assurent au moins une fonction photométrique. Dans ce type de véhicule le dispositif d’éclairage assure souvent une fonction photométrique de signalisation de type feu de jour (ou DRL (« Daytime Running Light (ou Lamp) ») - fonction photométrique de signalisation, éventuellement d’intensité variable), ou indicateur de changement de direction (ou clignotant). Par ailleurs, dans ce type de véhicule le dispositif d’éclairage peut éventuellement faire partie d’un bloc optique multifonctions. Ce type de dispositif d’éclairage présente généralement des défauts d’homogénéité de la lumière définie par les photons diffusés au niveau de la face externe (ou avant) de l’écran de diffusion. De plus, plus les dimensions (largeur et hauteur) de l’écran de diffusion sont importantes, plus le nombre et/ou l’importance des défauts d’homogénéité devien(nen)t grand(e)(s). Typiquement, il s’avère difficile, voire impossible, d’utiliser un écran de diffusion ayant une hauteur (ou épaisseur) supérieure à 10 mm (à moins d’accepter la présence de plusieurs (voir nombreux) défauts d’homogénéité), ce qui limite la diversité de formes (et donc de signatures lumineuses) et la diversité de fonctions photométriques assurables. Il s’avère également difficile, voire impossible, d’utiliser un écran de diffusion ayant une hauteur (ou épaisseur) variable, ce qui limite aussi la diversité de formes (et donc de signatures lumineuses) et la diversité de fonctions photométriques assurables. 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, d’une part, propre à équiper un véhicule, et, d’autre part, comprenant une source de photons propre à générer des photons et un écran de diffusion propre à diffuser vers l’extérieur les photons générés pour qu’ils assurent au moins une fonction photométrique. Ce dispositif d’éclairage se caractérise par le fait qu’il comprend aussi : - au moins un premier élément optique installé entre la source de photons et l’écran de diffusion, et propre à assurer une première répartition spatiale prédéfinie des photons générés, et - au moins un deuxième élément optique installé entre le premier élément optique et l’écran de diffusion et propre à assurer une diffusion interne des photons répartis spatialement avant qu’ils n’atteignent l’écran de diffusion. Grâce à l’invention, on peut réduire notablement, voire supprimer, le nombre et l’importance des défauts d’homogénéité de la lumière définie par les photons qui sont diffusés vers l’extérieur par l’écran de diffusion, ce qui permet d’utiliser un écran de diffusion ayant des dimensions (largeur et hauteur) plus importantes que celles des écrans de diffusion des dispositifs d’éclairage à diffusion de l’art antérieur, et/ou des dimensions variables. Le dispositif d’éclairage selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - il peut comprendre plusieurs premiers éléments optiques associés respectivement à plusieurs sous-parties de la source de photons, et plusieurs deuxièmes éléments optiques associés respectivement à ces premiers éléments optiques ; - chaque premier élément optique peut être propre à réfléchir les photons générés suivant une première direction générale prédéfinie pour assurer la première répartition spatiale ; - chaque deuxième élément optique peut être agencé sous la forme d’une lentille convergente ; - en présence de la dernière option, la première direction générale peut être perpendiculaire à une face d’entrée de chaque lentille convergente ; - en présence d’au moins la première option et de l’une des deuxième et troisième options ou de la dernière sous-option, il peut comprendre un troisième élément optique installé entre les deuxièmes éléments optiques et l’écran de diffusion et propre à assurer une seconde répartition spatiale prédéfinie des photons diffusés avant qu’ils n’atteignent l’écran de diffusion ; - en présence de la dernière sous-option, le troisième élément optique peut être agencé sous la forme d’un mur de prismes comportant chacun deux facettes ayant des orientations spatiales différentes afin d’orienter les photons diffusés incidents respectivement suivant des deuxième et troisième directions générales prédéfinies différentes ; - en présence de la dernière sous-option ou de la dernière sous-sous-option, chaque premier élément optique, chaque deuxième élément optique et le troisième élément optique peuvent faire partie d’une pièce monobloc réalisée par moulage ; - en présence de la dernière sous-sous-sous-option, l’écran de diffusion peut faire partie de la pièce monobloc. L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un dispositif d’éclairage du type de celui présenté ci-avant. Par exemple, ce dispositif d’éclairage peut assurer au moins une fonction de feu de jour (ou DRL). 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 (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »)), sur lesquels : FIG. 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant, un exemple de réalisation d’un dispositif d’éclairage gauche selon l’invention, FIG. 2 illustre schématiquement, dans une autre vue en perspective du côté avant, le dispositif d’éclairage de la FIG. 1 sans sa carte électronique mais avec la matérialisation de sa source de photons, FIG. 3 illustre schématiquement, dans une vue en perspective de côté et partiellement en coupe dans un plan vertical et approximativement transversal, une partie du dispositif d’éclairage des figures 1 et 2, FIG. 4 illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté arrière et partiellement en coupe dans un plan vertical et approximativement longitudinal, une partie du dispositif d’éclairage des figures 1 et 2, et FIG. 5 illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant et partiellement en coupe dans un plan vertical et approximativement transversal, une partie du dispositif d’éclairage des figures 1 et 2, avec la matérialisation des actions des premiers, deuxièmes et troisième éléments optiques sur les photons. Description détaillée de l’invention L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif d’éclairage DE destiné à équiper un véhicule et assurant une diffusion homogène de photons sur sa face avant (ou externe) FV. Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le dispositif d’éclairage DE est destiné à équiper l’extrémité avant d’un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais le dispositif d’éclairage DE peut équiper n’importe quelle extrémité avant ou arrière d’un véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien). Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le dispositif d’éclairage DE assure une fonction photométrique de feu de jour (ou DRL (Daytime Running Light (ou Lamp)) - fonction photométrique de signalisation, éventuellement d’intensité variable). Mais le dispositif d’éclairage DE pourrait assurer une autre fonction photométrique de signalisation, comme par exemple une fonction d’indicateur de changement de direction (ou clignotant). Sur les figures 1 à 5 la direction X est destinée à être parallèle à la direction longitudinale du véhicule, laquelle est sensiblement parallèle aux côtés latéraux (ou longitudinaux) comportant les portières latérales, la direction Y est destinée à être parallèle à la direction transversale du véhicule, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X, et la direction Z est destinée à être parallèle à la direction verticale du véhicule, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y. Dans ce qui précède et ce qui suit les notions « d’avant » et « d’arrière » sont définies par rapport à l’extrémité avant du véhicule. Par conséquent, la partie avant d’un élément est destinée à être située plus près de l’extrémité avant du véhicule que la partie arrière de ce même élément. On a schématiquement illustré sur les figures 1 et 2 un exemple de réalisation d’un dispositif d’éclairage DE selon l’invention destiné (ici) à être installé dans une partie gauche d’une extrémité avant d’un véhicule. On notera qu’ici le dispositif d’éclairage DE ne comprend pas de boîtier car il est destiné à faire partie d’un bloc optique multifonctions. Mais un dispositif d’éclairage DE, selon l’invention, peut aussi comprendre un boîtier lorsqu’il constitue un bloc optique indépendant. Comme illustré au moins partiellement sur les figures 1 à 5, un dispositif d’éclairage DE, selon l’invention, comprend une source de photons SP, au moins des premier EO1 et deuxième EO2 éléments optiques, et un écran de diffusion ED. La source de photons SP est propre à générer des photons devant participer à au moins une fonction photométrique (ici une fonction de feu de jour (ou DRL). Par exemple, cette source de photons SP peut comprendre au moins une diode électroluminescente (ou led (« Light Emitting Diode »)). Mais en variante elle pourrait comprendre au moins une diode laser ou un laser à gaz, par exemple. On notera, comme illustré non limitativement sur la FIG. 1 , que le dispositif d’éclairage DE peut aussi comprendre une carte électronique CE comportant la source de photons SP et des composants et/ou circuit(s) électronique(s) permettant de contrôler l’alimentation et le fonctionnement de cette source de photons SP. Egalement par exemple, cette carte électronique CE peut être une carte à circuits imprimés de type PCB (« Printed Circuit Board »). L’écran de diffusion ED est agencé de manière à diffuser vers l’extérieur (au niveau de sa face avant FV) les photons générés pour qu’ils assurent au moins une (la) fonction photométrique. A cet effet, sa face avant FV peut, par exemple, comprendre une multiplicité d’éléments tridimensionnels (ou 3D) diffusants. Comme illustré au moins partiellement sur les figures 2 à 5, le (chaque) premier élément optique EO1 est installé entre la source de photons SP et l’écran de diffusion ED. De plus, le (chaque) premier élément optique EO1 est agencé de manière à assurer une première répartition spatiale prédéfinie des photons générés (issus de la source de photons SP). Egalement comme illustré au moins partiellement sur les figures 2 à 5, le (chaque) deuxième élément optique EO2 est installé entre le (un) premier élément optique EO1 et l’écran de diffusion ED. De plus, le (chaque) deuxième élément optique EO2 est agencé de manière à assurer une diffusion interne des photons répartis spatialement par le (un) premier élément optique EO1 associé avant qu’ils n’atteignent l’écran de diffusion ED. Grâce à cette répartition spatiale des photons assurée par le (chaque) premier élément optique EO1, combinée à cette diffusion interne des photons assurée par le (chaque) deuxième élément optique EO2, on peut réduire notablement, voire supprimer, le nombre et l’importance des défauts d’homogénéité de la lumière définie par les photons qui sont diffusés au niveau de la face avant FV de l’écran de diffusion ED. De ce fait, on peut désormais utiliser un écran de diffusion ED ayant des dimensions (largeur et hauteur) qui sont plus importantes que celles des écrans de diffusion des dispositifs d’éclairage à diffusion de l’art antérieur. Ainsi, il devient possible d’utiliser un écran de diffusion ED ayant une hauteur (ou épaisseur) strictement supérieure à 10 mm, et par exemple égale à 15 mm, ce qui permet d’augmenter notablement la diversité de formes (et donc de signatures lumineuses) et la diversité de fonctions photométriques assurables par le dispositif d’éclairage DE. Il devient également possible d’utiliser un écran de diffusion ED ayant une hauteur (ou épaisseur) variable, ce qui permet d’augmenter encore plus la diversité de formes (et donc de signatures lumineuses) et la diversité de fonctions photométriques assurables par le dispositif d’éclairage DE. Par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 2 à 5, le dispositif d’éclairage DE peut comprendre plusieurs premiers éléments optiques EO1 associés respectivement à plusieurs sous-parties de la source de photons SP (ici des diodes électroluminescentes), et plusieurs deuxièmes éléments optiques EO2 associés respectivement à ces premiers éléments optiques EO1. On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 2 et 3 le nombre de premiers éléments optiques EO1 (et donc de sous-parties de la source de photons SP ou de deuxièmes éléments optiques EO2) est égal à huit. Mais ce nombre peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à un. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur la FIG. 5 , chaque premier élément optique EO1 peut être propre à réfléchir les photons générés (ici par la sous-partie associée de la source de photons SP) suivant une première direction générale d1 prédéfinie pour assurer la première répartition spatiale. A cet effet, chaque premier élément optique EO1 peut être agencé sous la forme d’un bloc au-dessus duquel est installée la sous-partie associée de la source de photons SP et comportant des faces internes agencées de manière à assurer des réflexions internes des photons propres à les orienter tous suivant cette première direction générale d1. On notera que dans ce qui précède et ce qui suit on entend par « direction générale » une direction de propagation privilégiée des photons (et donc les photons peuvent présenter des directions de propagation très légèrement différentes de cette direction générale). Mais d’autres agencements de chaque premier élément optique EO1 peuvent être envisagés de manière à assurer d’autres premières répartitions spatiales compatibles avec l’homogénéité recherchée en sortie de la face avant FV de l’écran de diffusion ED. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 5, chaque deuxième élément optique EO2 peut être agencé sous la forme d’une lentille convergente. On comprendra en observant la FIG. 5 que la distance focale de chaque lentille convergente EO2 est petite de manière à induire en aval du point focal (ou foyer) une divergence importante (et donc une diffusion interne) des photons se propageant vers l’écran de diffusion ED. Mais d’autres agencements de chaque deuxième élément optique EO2 peuvent être envisagés de manière à assurer d’autres types de diffusion interne compatibles avec l’homogénéité recherchée en sortie de la face avant FV de l’écran de diffusion ED. Par exemple, chaque deuxième élément optique EO2 pourrait être agencé sous la forme d’une lentille divergente. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur la FIG. 5 , la première direction générale d1 peut être perpendiculaire à la face d’entrée (ou arrière) FE de chaque lentille convergente EO2. Mais cela n’est pas une obligation. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 5, le dispositif d’éclairage DE peut aussi comprendre un troisième élément optique EO3 installé entre les deuxièmes éléments optiques EO2 et l’écran de diffusion ED. Dans ce cas, ce troisième élément optique EO3 est agencé de manière à assurer une seconde répartition spatiale prédéfinie des photons diffusés par le (chaque) deuxième élément optique EO2 avant qu’ils n’atteignent l’écran de diffusion ED. Cette seconde répartition spatiale assurée par le troisième élément optique EO3 permet avantageusement de réduire encore plus le nombre et l’importance des défauts d’homogénéité de la lumière définie par les photons qui sont diffusés au niveau de la face avant FV de l’écran de diffusion ED, et donc d’utiliser un écran de diffusion ED ayant des dimensions (largeur et hauteur) encore plus importantes que celles des écrans de diffusion des dispositifs d’éclairage à diffusion de l’art antérieur, et/ou des dimensions variables. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 1 à 5, le troisième élément optique EO3 peut être agencé sous la forme d’un mur de prismes comportant chacun deux facettes. Ces facettes ont des orientations spatiales différentes afin d’orienter les photons diffusés incidents respectivement suivant des deuxième d2 et troisième d3 directions générales prédéfinies différentes, pour assurer la seconde répartition spatiale prédéfinie des photons avant qu’ils n’atteignent l’écran de diffusion ED. Mais d’autres agencements du troisième élément optique EO3 peuvent être envisagés de manière à assurer d’autres secondes répartitions spatiales compatibles avec l’homogénéité recherchée en sortie de la face avant FV de l’écran de diffusion ED. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 1 à 5, chaque premier élément optique EO1, chaque deuxième élément optique EO2 et le troisième élément optique EO3 peuvent avantageusement faire partie d’une pièce monobloc PM qui a été réalisée par moulage d’une matière rigide et transparente aux photons générés par la source de photons SP. Cela permet de réduire notablement le nombre de pièces devant être assemblées pour constituer le dispositif d’éclairage DE, et donc d’en réduire le coût et l’encombrement. Mais cela n’est pas une obligation. Par exemple, la matière dans laquelle est réalisée la pièce monobloc PM peut être un polycarbonate (ou PC), et notamment en PC « TARFLON » (marque déposée) qui favorise la diffusion des photons. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 1 et 2, l’écran de diffusion ED peut aussi faire partie de la pièce monobloc PM. Cela permet de réduire encore plus le nombre de pièces devant être assemblées pour constituer le dispositif d’éclairage DE, et donc d’en réduire encore plus le coût et l’encombrement. Mais cela n’est pas une obligation. Dispositif d’éclairage (DE) propre à équiper un véhicule et comprenant une source de photons (SP) propre à générer des photons et un écran de diffusion (ED) propre à diffuser vers l’extérieur lesdits photons générés pour qu’ils assurent au moins une fonction photométrique, caractérisé en ce qu’il comprend en outre i) au moins un premier élément optique (EO1) installé entre ladite source de photons (SP) et ledit écran de diffusion (ED) et propre à assurer une première répartition spatiale prédéfinie desdits photons générés, et ii) au moins un deuxième élément optique (EO2) installé entre ledit premier élément optique (EO1) et ledit écran de diffusion (ED) et propre à assurer une diffusion interne des photons répartis spatialement avant qu’ils n’atteignent ledit écran de diffusion (ED). Dispositif d’éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend plusieurs premiers éléments optiques (EO1) associés respectivement à plusieurs sous-parties de ladite source de photons (SP), et plusieurs deuxièmes éléments optiques (EO2) associés respectivement auxdits premiers éléments optiques (EO1). Dispositif d’éclairage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque premier élément optique (EO1) est propre à réfléchir lesdits photons générés suivant une première direction générale prédéfinie pour assurer ladite première répartition spatiale. Dispositif d’éclairage selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque deuxième élément optique (EO2) est agencé sous la forme d’une lentille convergente. Dispositif d’éclairage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite première direction générale est perpendiculaire à une face d’entrée (FE) de chaque lentille convergente (EO2). Dispositif d’éclairage selon la revendication 2 prise en combinaison avec l’une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que qu’il comprend un troisième élément optique (EO3) installé entre lesdits deuxièmes éléments optiques (EO2) et ledit écran de diffusion (ED) et propre à assurer une seconde répartition spatiale prédéfinie desdits photons diffusés avant qu’ils n’atteignent ledit écran de diffusion (ED). Dispositif d’éclairage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit troisième élément optique (EO3) est agencé sous la forme d’un mur de prismes comportant chacun deux facettes ayant des orientations spatiales différentes afin d’orienter lesdits photons diffusés incidents respectivement suivant des deuxième et troisième directions générales prédéfinies différentes. Dispositif d’éclairage selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque premier élément optique (EO1), chaque deuxième élément optique (EO2) et ledit troisième élément optique (EO3) font partie d’une pièce monobloc (PM) réalisée par moulage. Dispositif d’éclairage selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit écran de diffusion (ED) fait partie de ladite pièce monobloc (PM). Véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif d’éclairage (DE) selon l’une des revendications 1 à 9.