INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le faisceau lumineux composite ainsi généré, qui comporte les faisceaux lumineux central et périphérique, est destiné à être dirigé vers un diffuseur optique muni d'une pluralité de microstructures agencées pour produire un éclairage qui, dans un plan orthogonal à l'axe optique du collimateur, présente certaines spécificités liées à la réglementation en vigueur pour le feu d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicules automobiles qu'il est destiné à former, notamment en ce qui concerne l'uniformité et l'ouverture angulaire de ce faisceau. Ce diffuseur optique peut se présenter soit sous la forme d'un écran (muni des microstructures) rapporté le plus près possible du collimateur, soit, préférentiellement, sous la forme des microstructures venues directement de matière avec le collimateur. Dans le cas d'un système monobloc, on notera que les microstructures peuvent seulement être placées sur la face de sortie du diffuseur.
Le collimateur décrit dans le document précité FR 2 919 913 est particulièrement avantageux, dans la mesure où il est formé en une unique pièce monolithique, qui peut être fabriquée de façon simple à partir d'un moule de forme complémentaire à celle de cette pièce, et où il permet de rediriger efficacement l'ensemble du flux lumineux émis, dans un demi-espace, par la source lumineuse.
Toutefois, l'ouverture angulaire du faisceau lumineux composite généré par ss collimateur de type monobloc est limitée par l'angle limite de réflexion totale des microstructures qui forment le diffuseur optique, au niveau desquelles il importe de réfracter les rayons lumineux issus du collimateur. En particulier, pour un faisceau lumineux composite à rayons parallèles entre eux et parallèles à l'axe optique, cet angle limite induit une ouverture angulaire maximale de l'ordre de 35°. Or, si la réglementation applicable à la plupart des feux pour véhicules automobiles exige des ouvertures angulaires inférieures (par exemple 20°) à cet angle limite, il est au contraire exigé pour certains de ces feux une ouverture angulaire supérieure. Pour un feu de recul, par exemple, l'ouverture angulaire horizontale doit être de l'ordre de 45° (avec une intensité lumineuse à 45° voisine de 15 à 20% par rapport à l'intensité lumineuse totale) et l'ouverture angulaire verticale doit être de l'ordre de 5°.
1 o On sait de plus, par le document EP 2 230 446, qu'en vue de s'affranchir de cette limitation, il est possible d'utiliser comme diffuseur optique un écran additionnel sur lequel les microstructures sont placées sur la face d'entrée de l'élément diffuseur. Cette configuration permet d'obtenir, après traversée du diffuseur optique, un faisceau d'éclairage et/ou de signalisation présentant une ouverture angulaire 15 supérieure à la limite d'ouverture induite par l'angle limite de réflexion totale pour des microlentilles à surface concave, l'ouverture angulaire horizontale du faisceau lumineux résultant pouvant ainsi atteindre par exemple égale à 45° ou 50°.
Toutefois, cette solution implique l'ajout d'au moins un élément optique 20 intermédiaire, ce qui rend donc le module optique plus complexe à fabriquer. Dans ce cas, il est nécessaire d'aligner ces éléments. Un tel module optique est en outre plus coûteux et encombrant, et ajoute par ailleurs des pertes supplémentaires de lumière dues aux coefficients de Fresnel (de l'ordre de 15 à 20%).
25 Le but de la présente invention est donc de permettre d'accroître l'ouverture angulaire du faisceau lumineux composite en sortie du module optique précité en vue d'autoriser la réalisation de feux d'éclairage et/ou de signalisation à large ouverture angulaire (par exemple un feu de recul), tout en disposant d'un module optique compact et de conception simple, en particulier en favorisant la fabrication 30 d'une unique pièce monolithique comportant le système optique et le diffuseur optique.
Dans ce but, selon l'invention le système optique destiné à générer, à partir d'une source lumineuse et suivant un axe optique, un faisceau lumineux composite : - comportant au moins un faisceau lumineux central et au moins un faisceau lumineux périphérique entourant ledit faisceau lumineux central, et - destiné à être dirigé vers un diffuseur optique pour répartir ledit faisceau lumineux composite d'une manière prédéterminée dans un premier plan orthogonal audit axe optique, est remarquable en ce qu'il est configuré pour engendrer, dans un deuxième plan comprenant ledit axe optique, ledit faisceau lumineux central et/ou ledit faisceau lumineux périphérique de manière que des rayons lumineux dudit faisceau lumineux central et/ou dudit faisceau lumineux périphérique soient respectivement, de part et d'autre dudit axe optique, inclinés par rapport audit axe optique.
Ainsi, grâce à l'invention, le faisceau lumineux composite peut être au moins en partie pré-orienté d'un angle non nul par rapport à l'axe optique, ce qui permet de dépasser ensuite l'ouverture angulaire correspondant à l'angle limite de réflexion totale au niveau du diffuseur optique, pour atteindre l'ouverture angulaire souhaitée dans un plan de propagation du faisceau (comprenant l'axe optique), sans nécessiter l'ajout d'un système optique intermédiaire, ce que ne permet pas les techniques antérieures décrites ci-dessus (pour lesquelles le système optique est un collimateur qui génère un faisceau lumineux formé de rayons parallèles à l'axe optique).
En outre, le faisceau lumineux composite, issu de la juxtaposition des faisceaux lumineux central et périphérique, ne reproduit pas l'inclinaison du faisceau lumineux central et/ou périphérique car il a été modifié par la traversée du diffuseur optique destiné à atténuer sensiblement les contrastes dans la distribution de lumière, dans un plan orthogonal à l'axe optique, dudit faisceau lumineux composite.
3o Par ailleurs, il importe peu que le faisceau lumineux composite ne soit pas homogène après avoir été réparti dans le premier plan par le diffuseur optique, car pour des applications telles que la réalisation d'un feu de recul pour véhicule automobile, pour lequel le niveau d'intensité est élevé (par exemple de l'ordre de 100 candelas) pour l'usager qui l'observe, la présence de zones à éclairement inférieur ou nul ne sera pas handicapante. En outre, on peut noter que les dimensions des zones de faible luminance sont suffisamment réduites pour ne pas être visibles par un observateur.
GUIDE DE LUMIERE AVEC UNE PARTIE COURBEE VERS L'ARRIERE ET DISPOSITIF LUMINEUX LE COMPRENANT La présente invention se rapporte au domaine des guides de lumière, notamment de dispositif lumineux de véhicule automobile. En particulier la présente invention a trait à un guide de lumière comprenant une partie principale et une partie secondaire L'invention vise également un dispositif lumineux de véhicule comprenant un tel guide.
Cette dernière se termine par le dioptre de sortie principal 18, 118. La portion de réflexion 16, 116, est formée par un pan incliné formant un rétrécissement de la partie principale de guidage 10, 110. Ainsi, comme on peut le voir en figure 3, l'épaisseur de la portion aval 17, 117 est inférieure à celle de la portion amont 14, 114. Ce rétrécissement est un exemple de réalisation permettant d'intercepter une deuxième partie de rayons R2, R20, la première partie de rayons RI, Rn, étant celle qui n'est pas interceptée. Ainsi, la première partie de rayons R1 va passer dans la partie principale de guidage 10, 110, à côté de cette portion de réflexion 16, 116, et se propager dans la portion aval 17, 117, jusqu'au dioptre de sortie principal 18, 118.
Le guide de lumière 1, 101 est par exemple agencé pour que ces rayons lumineux RI, Rn, soient la majorité des rayons R1 et R2, Rn et R20, reçus par le dioptre d'entrée 12, 112, de sorte que le guide de lumière 1, 101 puisse être intégré dans un dispositif lumineux de véhicule pour réaliser, seul ou en partie, un faisceau lumineux de signalisation ou d'éclairage de la route. En revanche, la deuxième partie de rayons R2, R20, va rencontrer la portion de réflexion 16, 116 formée par le rétrécissement et être réfléchie par celle-ci. La portion de réflexion est agencée de manière à renvoyer ces rayons R2, R20, vers la zone de jonction 22, 122 des deux parties de guidage. Ils vont donc ensuite entrer dans la partie secondaire de guidage 20, 120. Cette portion de réflexion 16, 116 et la partie secondaire de guidage sont notamment agencées de manière à ce que cette deuxième partie de rayons R2, R120, se propage ensuite le long de la partie secondaire de guidage 20, 120. A noter qu'au niveau de la zone de jonction 22, 122, et en aval de celle-ci, les surfaces de la partie principale de guidage 10, 110 et de la partie secondaire de guidage 20, 120, se joignent selon une arrête aval 21, 121. Les rayons impactant cette arête aval et la zone immédiatement autour risquent de présenter un angle d'incidence tel qu'ils sortent du guide de lumière 1, 101. Pour diminuer ce risque, la présente invention comprend un agencement particulier du guide de lumière 1, 101. Comme on peut l'observer sur les figures 1 à 3, la partie secondaire de guidage 20, 120, s'étend à partir de la zone de jonction 22, 122, de suite vers l'arrière. Ainsi, l'extension de la partie secondaire de guidage 20, 120 à partir de la partie principale de guidage 10, 110, débute dès cette zone de jonction 22, 122, en ayant dès ce début une orientation vers l'arrière, c'est-à- dire en se superposant selon un axe vertical avec la partie principale de guidage 10, 110. Ainsi, lorsqu'observé depuis l'extérieur du guide 1, 101, et depuis l'arrière de celui-ci, la partie secondaire de guidage 20, 120, forme avec la portion amont 14, 114 de la partie principale de guidage 10, 110, un angle a aigüe (c'est-à-dire inférieur à 90°). En revanche, lorsqu'observé depuis l'extérieur du guide 1, 101, et depuis l'avant de celui-ci, la partie secondaire de guidage 20, 120, forme avec la portion aval 17, 117 de la partie principale de guidage 10, 110, un angle obtus (c'est à dire supérieur à 90°). Par exemple, lorsque la partie secondaire de guidage 20, 120 est courbée, comme dans ces exemples, elle forme une courbe dont la corde 24, 124 forme un angle obtus 13 avec ladite portion aval 17, 117, vu depuis l'extérieur du guide. On diminue ainsi le risque de fuite de certains rayons lumineux et permet d'augmenter les chances de les réorienter dans la partie secondaire de guidage 20, 120.
Cela permet également que certains rayons RI, Rn, passant à côté de la portion de réflexion 16, 116, et qui impacteraient la zone au niveau de l'arrête aval 21, 121, d'être moins sujets à sortir du guide de lumière 1, 101, et de continuer à se propager dans la partie principale de guidage 10, 110, le long de la portion aval 17, 117. L'invention permet donc d'avoir un guide de lumière avec deux branches, dans lequel les fuites de rayons lumineux au niveau de la séparation du guide en deux branches sont diminuées.
De plus, cet agencement permet de réaliser un retour en arrière des rayons lumineux avec le même guide de lumière, et sans découplage (c'est à dire sans sortie) des rayons de celui-ci.
A noter que la partie secondaire de guidage 20, 120, peut être agencée de manière à utiliser de différentes manières les rayons R2, R20, qu'elle guide. Par exemple, elle peut être agencée pour que tout ou partie de ces rayons R2, R20 se propagent jusqu'à l'extrémité 28 de la partie secondaire de guidage, à l'opposé de la zone de jonction 22, 122, et en sortent, notamment pour participer à une fonction de signalisation et/ou d'éclairage de la route. Elle peut alternativement ou cumulativement comprendre des moyens de découplage situés sur ses surfaces arrière et/ou avant, ces moyens de découplage étant agencés de manière à permettre aux rayons les impactant de sortir du guide. Lorsque ces moyens de découplage sont répartis le long de la partie secondaire de guidage 20, 120, ils permettent aux rayons de sortir sur toute ou partie de l'étendue de ses surfaces arrière et/ou avant de la partie secondaire de guidage 20, 120. Les figures 4 et 5 illustrent une mise en oeuvre d'un premier guide de lumière 201 selon l'invention, dans un dispositif lumineux de véhicule 260 selon l'invention.
Ce dispositif lumineux 260 comprend un boitier 262 et une glace de fermeture 264, qui ferme une ouverture avant du boîtier 262. Le boitier 262 et la glace de fermeture 264 délimitent ainsi une enveloppe 261 du dispositif lumineux 260. Cette glace de fermeture 264 est en matériau transparent et peut être en polymère ou en verre. Le premier guide de lumière 201 selon l'invention est placé à l'intérieur de cette enveloppe 261. Il est supporté dans ce boitier 262 par un support. Ce support peut être de différentes natures. Dans l'exemple illustré, ce support est un deuxième guide de lumière 201'. En particulier mais de manière non limitative, ce deuxième guide de lumière 201' est également un guide de lumière selon la présente invention. Ainsi le premier et le deuxième guide de lumière, 201 et 201', peuvent présenter les mêmes caractéristiques que celles décrites pour le guide de lumière 1 des figures 1 à 3. Le premier guide de lumière 201 et le deuxième guide de lumière sont globalement symétriques (à l'exception de leur zone de fixation) par rapport à un plan horizontal passant pas les zones de fixation. Comme illustré en figure 4, selon un exemple de réalisation de l'invention, le premier guide de lumière 201 comprend une patte de fixation formée par la partie secondaire de guidage 220 de lumière. En d'autres termes, le premier guide de lumière 201 présente une patte de fixation à l'intérieur de laquelle se propagent des rayons lumineux R2 et R3, et qui est donc également une partie de guidage de lumière. La partie de guidage secondaire 220, et donc la patte de fixation du premier guide de lumière 201, comprend une portion de fixation 229 comprenant un moyen de fixation, formé dans cet exemple par un premier fût 227 dans lequel s'emboite un tenon 227' de forme complémentaire. Ce tenon 227' provient du support du guide de lumière 201 dans le boitier, c'est à dire du deuxième guide de lumière 201'. Le tenon 227' est également en forme de fût et présente un trou central, notamment borgne, aligné avec le trou traversant du premier fût 227. Une vis 234 passe au travers du premier fût 227 et se visse dans le tenon 227'.
De ce fait, la patte de fixation/partie secondaire de guidage 220, et donc le premier guide de lumière 201, est fixée dans le dispositif lumineux 260. De plus, tel qu'illustré, le deuxième de guide de lumière 201', sert de support au premier guide de lumière 201.
La partie secondaire de guidage de ce premier guide de lumière 201 peut présenter une portion de découplage de la lumière. On comprend ici que le terme découplage indique que les rayons R2 et R3 sortent de la partie secondaire par la face avant 223 de celle-ci.
Telle qu'illustrée en figure 4, la portion de découplage est située entre la portion de fixation 229 et la zone de jonction 222. Elle comprend, sur la face arrière de la partie secondaire du guide de lumière, des moyens de découplage, formés par des prismes 200. Les rayons R2, R3 interceptés et réfléchis, comme décrit précédemment par la portion de réflexion 216, vont se propager dans cette portion de découplage. Cependant au fur et à mesure de leur progression, certains de ces rayons R3 rencontreront des faces des prismes 200 agencées pour les renvoyer vers la face avant 223 de la portion de découplage, avec un angle tel qu'ils sortiront de la partie secondaire de guidage 220 au travers de cette face avant 223. Ces prismes 200 sont répartis le long ou sur l'étendue de la portion de découplage de la partie secondaire de guidage 220, par exemple sur l'étendue la face arrière de la portion de découplage de la partie secondaire de guidage 220, ces prismes réfléchissant dans ce cas les rayons vers la face avant 223. Ainsi la face avant 223 de cette portion de découplage va rayonner sur toute sa longueur, ou sur toute l'étendue de cette face avant 223, et générer de ce fait un halo lumineux, formant ainsi une ambiance lumineuse dans le dispositif lumineux. Cette face avant 223 de la portion de découplage est concave vue de l'extérieur, sa concavité étant tournée vers la glace de fermeture 264. Cela va permettre de générer un halo lumineux dans l'espace avant 265 du dispositif lumineux 260, situé entre la portion de découplage et la glace de fermeture 264. Cela va ainsi créer une illumination diffuse des éléments optiques et de masques 240, 240', en avant de cette portion de découplage. Ces éléments optiques et ces masques sont visibles de jour au travers de la glace de fermeture. Selon les réalisations incluant les portions de découplage, comme l'exemple illustré, ils vont être également visibles de nuit. Leurs formes pourront donc être également utilisées pour une signature de nuit illustrant la marque du véhicule équipé du dispositif lumineux.
Le deuxième guide de lumière 201' étant également un guide selon l'invention, il présente une partie principale de guidage 210' d'où s'étend une partie secondaire de guidage 220'. Ces deux parties de guidage se joignent au niveau d'une zone de jonction 222'. En vis-à-vis de cette dernière, comme pour les guides de lumière 1, 101 et 201, décrits précédemment, est agencé un pan incliné 216', pour renvoyer dans la partie secondaire de guidage 220' une partie de l'ensemble des rayons Rr arrivant depuis le dioptre d'entrée 212' du deuxième guide de lumière 201'. Cette partie secondaire de guidage 220' comprend également sur sa face arrière des moyens de découplage 200', répartis le long d'une portion de découplage compris entre le tenon 227' et la zone de jonction 222' du deuxième guide de lumière 201'. Cette portion de découplage de la partie secondaire de guidage 220' du deuxième guide de lumière 201' a également une forme concave tournée vers la glace de fermeture 264 et génère également un halo lumineux du même type que celui généré par le premier guide de lumière 201. Dans cet exemple de réalisation, le premier guide de lumière 201 est situé en dessous du deuxième guide de lumière 201', selon un axe vertical. Les partie secondaires de guidage 220 et 220' partent depuis les zones de jonctions correspondantes 222, 222' vers l'arrière, en se recourbant vers le haut, pour le premier guide de lumière 201, et vers l'arrière, en se recourbant vers le bas, pour le deuxième guide de lumière 201'. Cela va permettre de générer respectivement un halo lumineux vers le haut et vers l'avant et un halo lumineux vers le bas et vers l'avant. De façon globale, l'intégralité de l'espace avant 265 sera illuminée.
Il est même possible de placer des éléments, tels que des masques, ou encore des éléments optiques (non représentés), dans cet espace avant 265 en conservant un halo lumineux diffusant autour de ceux-ci.
Pour renforcer cet aspect esthétique très intéressant, les portions de découplage de ces deux guides de lumière 201 et 201' sont agencées de manière à former ensemble une unique concavité tournée vers la glace de fermeture 264. Pour cacher, la fixation entre le fût 227 et le tenon 227', il est possible de placer un occulteur avec une partie d'occultation 230 en avant de ce fût 227 et de ce tenon 227'. Selon l'exemple de réalisation illustré, cet occulteur présente un passage 231, tel qu'un trou traversant ou une encoche, à travers lequel le tenon 227' est relié à la portion de découplage de la partie secondaire de guidage 220' du deuxième guide de lumière 201'. En arrière de ce passage, l'occulteur présente une oreille 232 dont le trou traversant est traversé par la vis de fixation 234, et enserré entre le fût 227 du premier guide de lumière et la tête de la vis 234.
Afin d'améliorer ce module optique 1 conforme à l'art antérieur et permettre de former le système optique et le diffuseur optique en une unique pièce monolithique, l'invention propose de remplacer le collimateur 4 par un système optique 14 apte à 1 o générer, non plus un faisceau lumineux de rayons parallèles à l'axe optique et à symétrie de révolution autour dudit axe optique X-X, mais un faisceau dont les caractéristiques diffèrent en fonction du plan (comprenant l'axe optique X-X) dans lequel les rayons lumineux se propagent.
15 Ce système optique 14 est réalisé en une pièce monolithique de forme oblongue, dont le grand axe est disposé par exemple selon l'axe Z-Z ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 6, au contraire du collimateur 4 dont la forme est circulaire dans ce même plan (schéma A de la figure 2). Ce système optique 14 est agencé par rapport à la source lumineuse 12 de manière à générer un faisceau lumineux composite 16- 20 17, comprenant un faisceau lumineux central 16 et un faisceau lumineux périphérique 17 entourant ledit faisceau lumineux central 16 de manière contiguë.
L'angle d'incidence des rayons lumineux sur le plan moyen contenant le diffuseur 15 étant non nul, les rayons lumineux émergeants peuvent être déviés d'un angle 25 supérieur à 45°, ce qui autorise la réalisation d'un feu de recul d'ouverture angulaire horizontale de l'ordre de 45°).
Pour cela, le contour de la pièce monolithique formant le système optique 14 présente différentes formes selon le plan de coupe de celui-ci. En particulier, pour 30 une coupe dans un plan (X-X ; Y-Y), le contour du système 14, représenté sur le schéma A de la figure 8, est sensiblement identique à celui du collimateur 4 des figures 2 et 3.
Toutefois, pour une coupe dans le deuxième plan (X-X ; Z-Z), orthogonal au plan (X-X ; Y-Y) précité, le contour du système 14, représenté sur le schéma B de la figure 8, présente une forme adaptée à la formation d'un faisceau d'ouverture angulaire élevée. Du côté de la source lumineuse 12, le contour du système optique 14 présente une portion périphérique 14.3 formée de deux portions 14.31 et 14.32 de forme sensiblement parabolique, d'inclinaison supérieure à la portion périphérique 4.3 du collimateur 4 des figures 2 et 3 dans le plan de coupe (X-X ; Y-Y).
Le contour du système optique 14 présente également une portion centrale 14.1 1 o formée de deux portions 14.11 et 14.12 agencées pour dévier les rayons lumineux 16.1 et 16.2 par rapport à l'axe optique X-X, suivant des angles respectivement a16.1 et a16.2.
La portion périphérique 14.3 et la partie centrale 14.1 sont jointes l'une à l'autre par 15 une portion intermédiaire 14.2 formée de deux portions 14.21 et 14.22 droites et formant avec l'axe optique X-X des angle R positifs, de telle sorte que lesdites portions 14.21 et 14.22 s'étendent suivant une droite qui coupe l'axe optique en un point D situé en aval de la source lumineuse (par rapport à la direction de propagation des rayons lumineux émis par ladite source). Ainsi, par ces angles R 20 (qui peuvent être positifs ou bien nuls), la portion centrale 14.1 de la pièce 14 peut être formée au moyen d'un outil de moulage qui peut être aisément retiré.
Plus précisément, en référence au schéma B de la figure 8, dans le deuxième plan (X-X ; Z-Z) précité, la portion périphérique 14.3 est formée de d'une première portion 25 de surface sensiblement parabolique 14.31, d'un côté de l'axe optique X-X, ainsi qu'une deuxième portion de surface sensiblement parabolique 14.32, de l'autre côté de l'axe optique X-X. Les foyers de ces deux portions de surface sensiblement parabolique sont confondus, de sorte que lesdites portions de surface sensiblement parabolique 14.31 et 14.32 présentent un foyer commun F. 30 De plus, conformément à l'invention, ces deux portions 14.31 et 14.32, qui sont disposées respectivement de part et d'autre de l'axe optique X-X, sont configurées respectivement pour que, lorsque la source lumineuse 12 est disposée au niveau du foyer commun F auxdites portions, des rayons tels que les rayons lumineux 17.1 et 17.2 émis par ladite source 12 soient respectivement inclinés par rapport audit axe optique X-X, suivant des angles a17.1 et a17.2, après réflexion sur lesdites portions de surfaces paraboliques respectivement 14.31 et 14.32.