EP1605201A1 - Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation à guide optique pour véhicule automobile - Google Patents

Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation à guide optique pour véhicule automobile Download PDF

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EP1605201A1
EP1605201A1 EP05291258A EP05291258A EP1605201A1 EP 1605201 A1 EP1605201 A1 EP 1605201A1 EP 05291258 A EP05291258 A EP 05291258A EP 05291258 A EP05291258 A EP 05291258A EP 1605201 A1 EP1605201 A1 EP 1605201A1
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EP
European Patent Office
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face
lighting
signaling device
prisms
guide
Prior art date
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EP05291258A
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German (de)
English (en)
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EP1605201B1 (fr
Inventor
David Bourdin
Antoine De Lamberterie
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Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
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Publication date
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Priority claimed from FR0406376A external-priority patent/FR2871551B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/247—Light guides with a single light source being coupled into the light guide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/236—Light guides characterised by the shape of the light guide
    • F21S43/237—Light guides characterised by the shape of the light guide rod-shaped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/242—Light guides characterised by the emission area
    • F21S43/245—Light guides characterised by the emission area emitting light from one or more of its major surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device and / or signaling equipment fitted to a motor vehicle, including at least one guide optical device capable of producing a homogeneous diffusion of light.
  • This guide optical includes prisms that allow to deflect the light rays.
  • the invention finds applications in the field of vehicles traveling on roads and, in particular, motor vehicles.
  • the optical guide 5 is a cylinder of transparent material provided with prisms, which ensures the propagation of the light beam 4 from a end e1 close to the light source 3 to an end e2 opposite to the end e1.
  • This optical guide 5 can have different shapes Geometric. It can, for example, form a circle, an arc or to be rectilinear. In the case of Figure 1, the optical guide 5 follows the shape of the protective glass 2 of the projector 1.
  • the invention proposes a lighting and / or signaling device in which the optical guide comprises a serrated profile reflection face and a striated profile exit face.
  • the optical guide comprises a serrated profile reflection face and a striated profile exit face.
  • Such an exit face has the advantage of straightening an additional angle the light rays reflected by the reflection face, so as to obtain light rays coming out of the optical guide with a negative angle relative to the normal to the X axis (the negative sign is understood in relation to the mean direction of propagation of the light in the guide) , which offers a great flexibility in the choice of the exit angles of the light rays coming out of the optical guide.
  • Figures 1 to 5 relate more specifically to the invention according to the first realization.
  • Figures 7 to 9 relate more specifically to the invention according to the second realization.
  • Figure 6 relates more specifically to the invention combining the first and second embodiments according to the invention.
  • the invention will be described below with the aid of two examples, and in both cases, relates to a lighting or signaling device to guide optical system allowing a homogeneous and uniform diffusion of the light.
  • the device of the invention may be a projector like that of FIG. well a signaling device. Whether it's a projector or a signaling device, the optical guide has characteristics ensuring a homogeneous and uniform appearance to the light at the exit of the guide optical. In the remainder of the description, a projector will be described, being understood that it can be also a signaling device.
  • an example of an optical guide according to the invention which can be mounted in a projector of FIG. shown in FIG. 3.
  • the device considered is a position light located in a headlamp at the front of a vehicle.
  • the optical guide, in this example is curved and forms a circle or an arc. It is understood that the optical guide, according to the invention may have other forms such as, for example, rectilinear, curve with one or more curvatures ....
  • FIG. 3 shows a sectional view of an optical guide intended to propagate a light beam emitted by the light source 3.
  • the optical guide 5 has a circular section; it is well heard that it can also, in other embodiments, have a elliptical section, square, oval, even square etc.
  • each prism 8 has a substantially triangular shape; each prism has a base 14, a facet 9 and a facet 10, flat and non-parallel.
  • the facet 9 and the facet 10 of a prism 8 may be symmetrical with respect to a T axis perpendicular to the X axis of the optical guide, that is to say that they have dimensions and angles B and C identical, on both sides of the bisector T. It is said that the optical guide is symmetrical prisms.
  • the facet 9 and facet 10 may also be asymmetrical, i.e. they have different dimensions and / or angles B and C. We say then that the optical guide is asymmetrical prisms.
  • the bottom angle D a prism 8 is truncated. In other words, at least some of the angles of bottom D have a truncated area. This truncated area of the angle of bottom D forms a flat part 16.
  • a flat part 16 is therefore a flat part of the bottom line curve 11 shown in dashed lines in FIG. the example of FIG. 3, the bottom line 11 coincides with the X axis of the optical guide 5.
  • the flats 16 of the bottom angles D are preferably of geometrical shape of type rectangle. They can have different dimensions. These dimensions of flats can vary from one light guide to another. They can also be variable within the same optical guide. In this case, the flats 16 may have different dimensions for each bottom angle D associated with each prism. Some background angles D may also not 16.
  • the optical guide 5 comprises at the same time bottom angles D with flats 16 and bottom corners D without flat, by example alternately.
  • the size of the flats can be chosen in a decreasing manner from the end e1 towards the end e2 of the optical guide in order to propagate a maximum of light rays towards the end e2.
  • the bottom angle D between two prisms 8 is truncated, which allows a light beam to propagate in the optical guide 5 without touching one of the facets 9 or 10 of the prism. Because of this, the radius light is reflected by the flat to the exit face FS so as to to be fully reflected. He then continues his spread in the guide optical.
  • the invention also makes it possible to obtain, at the output of the optical waveguide, a flux light distributed, voluntarily, non-uniformly. In this case uneven distribution is controlled to achieve a particular visual effect, for example an alternation of illuminated and unlit areas.
  • an optical guide 5 makes it possible to compensate for the decrease in the luminous flux traversing the optical guide between the end e1 and the end e2.
  • Uniform or uniform but controlled distribution of the flow light is preferably obtained by means of flat dimensions variables and, more precisely, the width of the flats along the X axis variable.
  • the size of the flats 16 is decreasing from the end e1 towards the end e2 of the optical guide 5. This reduction in the size of the flats 16 makes it possible to optimize the guiding the light rays propagating in the optical guide 5.
  • a near the end e1, the size of the flats 16 is large, thus allowing much of the light rays not to meet facet 9 or 10 of prism and so to continue their spread towards the end e2.
  • the dimension flats 16 is smaller and smaller until it is zero. There is then a large amount of light rays that meet one of the facets 9 or 10 of a prism. These light rays are then reflected towards the face of FS output of the optical guide 5.
  • the size of the flats may be be growing from the end e1 to the end e2, or angles of flat bottom can alternate with bottom corners without flat, etc.
  • the height 18 of a prism 8 increases in proportion to the decrease in the size of the flat 16 corresponding.
  • the reflection face FR is contained between two curves, the along the optical guide. One of the curves is the bottom line 11 and the other curve is the curve Z.
  • the two embodiments that have just been described allow both to achieve a decrease in the size of the flats.
  • they offer the same light output and the same homogeneity of the light emitted by the optical guide 5 over its entire length.
  • the choice of one or the other of these embodiments depends on the visual aspect, even aesthetic, wanted.
  • FIG. 7 A first embodiment of this optical guide according to the invention is shown in FIG. 7.
  • reflection carries the reference FR and the exit face bears the reference FS, with the same conventions as before.
  • the reflection face FR of the guide optical may be identical / similar to the reflection face of the optical guide previously described.
  • This reflection face is provided with a succession of prisms 8 placed one after the other so as to form a face to serrated profile.
  • the prisms 8 may be identical and symmetrical one to others, as in the prior art, or else identical and asymmetrical or different from each other.
  • the prisms 8 are asymmetrical, as shown in FIG. 7, a reflection is obtained at an angle of about 90.degree. ratio to the X axis for light rays having an angle of incidence of the order of 10 to 40 ° with respect to the X axis of the optical guide.
  • an air prism 30 is formed by the background of prism that precedes prism 8 in transparent matter; this prism air 30 ensures rectification of the incident light beam.
  • reflection face of the optical guide includes prisms in transparent material 8 interposed by air prisms 30, then these air prisms 30 change the trajectory of the light rays in straightening the rays of light before they meet a prism 8.
  • trajectory light beam 17 adjusted with an angle of incidence E included between 10 and 40 ° with respect to the X axis of the optical guide.
  • This light ray 17 is deflected and straightened along a path 18 by the air prism 30 before to be reflected by the facet 10 of the prism 8. It is then redirected, following the path 19, towards the exit face FS of the optical guide in one direction preferred overall perpendicular to the axis X of the guide.
  • This light beam, of trajectory 21 has an angle of incidence E 'of approximately 5 ° relative to the X axis of the optical guide.
  • This light ray is therefore in the configuration of a total reflection by the prism in matter 8.
  • This ray 21 is reflected, by the facet 10 of the prism 8, at an angle of approximately 90 ° to the X axis to the FS exit face of the optical guide.
  • the asymmetric prisms have the same effect on the light ray than symmetrical prisms.
  • asymmetric prisms have a recovery effect, in addition of the reflection effect, when the light beam has an angle of incidence of 10 at 40 °.
  • Asymmetric prisms therefore make it possible to increase the yield light towards the exit face 6 of the optical guide.
  • the output face FS of the optical guide has a striated profile.
  • the FS exit face has streaks that make it possible to straighten again the light rays at the exit of the guide optical.
  • These striations are reliefs (bosses or hollows) made in the face output 6 of the optical guide. They can be of different shapes.
  • these striations 24 each have a form of prism, that is to say that each stripe 24 has two facets 25 and 26, planes.
  • a facet 26 of a streak and a facet 25 of a consecutive streak together form a bottom angle H of about 90 °.
  • the facet 25 of a strip 24 forms, with the axis X of the optical guide, an angle of streak K of the order of 10 to 20 °.
  • the streaks 24 of the FS exit face have a lower depth than the prisms 8 of the reflection face FR, this in order to keep the optical guide its guiding characteristics.
  • the streaks form a bottom line 16 of the streaks.
  • the bottom of each streak 24 (by opposition at the top of the streaks) forms with the bottom consecutive streaks a curve called bottom line 16 of the streaks.
  • Streaks 24 are therefore contained between the bottom line 16 and a curve connecting the top of all the striations 24, these two curves generally following the profile of the guide.
  • prism-shaped striations may be symmetrical or, at contrary, asymmetrical as shown in Figure 7.
  • the streaks of the same guide optics are identical.
  • the streaks are different, that is to say that they have a stripe angle K and / or an angle of bottom H which can vary between the end e1 of the guide and the end e2, so to allow an evolutionary reflection of light rays along the entire length of the guide.
  • each streak 24 of the output face FS is located opposite a prism 8 of the FR reflection face.
  • Streaks 24 of the FS output face therefore have a pitch identical to the pitch of the prisms 8 of the face reflection FR.
  • the active areas of the FS exit face that is to say the facets 25 streaks 24, are located in face (at least partially opposite) of the active areas of the prisms 8 of the reflection face FR, that is to say the facets 10 of the prisms 8.
  • the light beam of trajectory incoming 17 undergoes, as previously explained, a first reflection by the facet 10 of a prism 8. It is then refracted by the facet 25 of a streak 24 and out of the optical guide with a negative angle G relative to the normal N to the axis X. Similarly, the light ray 21 undergoes the same path from the facet 10 of the prism.
  • the exit angle G thus obtained depends on course of the slope of the stripe 24. In the example of Figure 3, this exit angle G is of the order of -20 ° relative to normal N.
  • This embodiment of the output face in prisms thus allows to send light rays in a direction impossible to reach by total reflection on the prisms of the reflection face when the exit face is smooth. It makes it possible to obtain a negative angle G of approximately -25 ° with respect to the normal N.
  • each stripe 24 has an arcuate shape.
  • each streak 24 forms a kind of dome forming, with the consecutive streak, a bottom angle H.
  • the tangent at the base of the dome makes an angle K of 10 ° to 20 ° with respect to the X axis of the optical guide.
  • Each stripe 24 of the output face FS is located opposite a prism 8 of the reflection face FR.
  • Streaks 24 therefore have an identical pitch at the pitch of the prisms 8 of the reflection face FR.
  • streaks 24 of the FS exit face are located opposite the active areas of the prisms 8 of the reflection face FR.
  • This embodiment has the advantage of allowing a controlled distribution of light around the normal N, which allows to homogenize the appearance of the guide for an outside observer.
  • two examples of light rays have been shown in Figure 8, which may have different directions at the output of the optical guide.
  • the first example of a light ray is the light ray of incoming trajectory 17 having an angle of incidence E, from 10 to 40.degree. to the X axis.
  • This light ray is first deflected by an air prism 30 then reflected by about 90 ° by a prism 8 to the output face FS.
  • said light beam is subjected to refraction of a negative angle G with respect to the normal N (path 20).
  • the second example of light ray is the trajectory radius incoming 21 having an angle of incidence E 'with the axis X.
  • This light ray 21 undergoes a first reflection by a prism 8 of the reflection face FR.
  • said light ray 21 undergoes refraction with a positive angle G relative to normal N (trajectory 23).
  • This profile in domes of the output face FS thus makes it possible to distribute the light laterally in several directions.
  • each streak 24 has a curved facet 28 and a plane facet 27, each curved facet 28 being consecutive to a flat facet 27.
  • the curved facet 28 and the flat facet 27 of a streak consecutively together form a bottom angle H of the order of 90 °.
  • the tangent to the curved facet 28 forms, along with the X axis of the optical guide, a streak angle K of the order of 10 to 20 °.
  • the Striations are contiguous to each other, ie a streak is contiguous to the next streak.
  • This third embodiment associates features of the first embodiment with features of the second embodiment, which makes it possible to optimize the guidance of the radii light through the optical guide, while guaranteeing good homogeneity of light and a sending of light in directions classically inaccessible.
  • the first example of radius light 17 is refracted, by a streak 24 of the exit face 6, with a angle G negative relative to normal N.
  • the second example of radius light 21 out of the optical guide with a negative angle G relative to the normal N different from the angle G formed by the light beam 20.
  • the value of the exit angle G differs depending on the location on the streak. So we understand that the angle of output G varies depending on the location, on the facet 28 of the streak 24, the point of contact of the light ray with the streak. In other words, the value the angle of exit depends on the radius of curvature of the curved facet 28.
  • FIG. 9B shows a variant of the embodiment of Figure 9A.
  • the ridges 24 of the FS exit face form curved non-contiguous facet prisms. More precisely, each groove 24 has a curved facet 28 and a flat facet 27, each curved facet 28 being separated from the flat facet 27 of the streak The striations 24 are therefore separated from each other by a flat surface.
  • the active zone of each streak 24, that is to say the curved facet 28 is placed opposite (at least partially) of the active area of the prism 8, that is to say the facet 10 of the prism in order to make refraction by the streaks as efficient as possible.
  • the 29, in this variant makes it possible to propagate at the end e2, the light rays not refracted by streaks 24.
  • the exit face 6 has ridges which make it possible to straighten the light rays at the output of the optical guide, that is to say to get them out of the optical guide with a negative angle relative to normal N to the X axis of the guide.
  • the reflection face comprises prisms such as those described using the Figure 4 in particular. Associate the two embodiments of the invention on a same light guide is very advantageous.
  • the streaks of the output face FS can be of different shapes, for example, in the form of prisms or domes or a combination of prisms and domes, as seen above with figures 7 and 8. They are located opposite the active areas of the prisms 8 of the face reflection.
  • the prisms of the reflection face can be those described in FIG. 3, 4 or 5.
  • the presence of flats 15 in the optical guide makes it possible a light beam, to propagate in the optical guide without touching a facets 9 or 10 of the prisms 8 of the reflection face FR.
  • the light beam is reflected back to the exit side of the light guide, further in the guide, which distributes the luminous flux uniformly between the ends e1 and e2 of the optical guide.
  • the examples described above, and, more generally, the light guides according to the invention have sections of circular preference, since such a section is the most appropriate in terms of optical guidance. This section is also very appropriate in terms of focusing of light. But the invention also light guides of different section, for example a section of conical shape, for example of elliptical, hyperbolic or parabolic, at least partially, or oval. Type sections parallelogram, square, rectangle are also possible but less interesting in terms of light guidance.
  • streaks and / or prisms can have variable widths (ie, affect more or less the width of the face in question, either wholly or partially, either with a variable width along the length of the guide).
  • the invention therefore proposes two light guide embodiments, alternatives, or cumulative, to have a better visual homogeneity of the guide once turned on and / or have more control over the orientation of the light emitted by the light guide.
  • To cumulate the two achievements is very advantageous, because they contribute to the same goal, that of improving the visual light guides once lit.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile comportant au moins une source lumineuse (3) émettant un faisceau lumineux (4) et au moins un guide optique dans lequel se propage le faisceau lumineux (4), ledit guide optique comportant
  • une face de sortie (FS) du faisceau lumineux, et
  • une autre face de réflexion (FR), opposée à la face de sortie, ayant un profil dentelé formant une face de réflexion du faisceau lumineux et comportant notamment une succession de prismes (8), chaque prisme (8) formant, avec le prisme (8) suivant, un angle de fond (D),
   avec au moins un angle de fond (D) de la face de réflexion (FR) qui est tronqué et/ou avec la face de sortie (FS) qui a un profil comportant des stries (24).

Description

La présente invention a pour objet un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation équipant un véhicule automobile, comportant au moins un guide optique apte à produire une diffusion homogène de la lumière. Ce guide optique comporte des prismes qui permettent de dévier les rayons lumineux.
L'invention trouve des applications dans le domaine des véhicules circulant sur routes et, notamment, des véhicules automobiles.
Dans le domaine de l'éclairage et de la signalisation des véhicules automobiles, on connaít différents types de dispositifs, parmi lesquels on trouve essentiellement :
  • des dispositifs d'éclairage situés à l'avant du véhicule avec, notamment, des projecteurs de véhicules équipés de feux de croisement, ou codes, ayant une portée sur la route avoisinant 110 mètres, et de feux de route ayant une longue portée lumineuse et produisant une zone de vision sur la route avoisinant 200 mètres,
  • des dispositifs d'éclairage situés à l'arrière du véhicule avec, notamment, les feux de recul,
  • des dispositifs de signalisation situés à l'avant du véhicule avec, notamment, de feux de position, des indicateurs de direction et des D.R.L. (Daytime Running Light, en terme anglo-saxons) ou phares de jour (intégrés ou non aux projecteurs assumant les fonctions d'éclairage mentionnées plus haut), et
  • des dispositifs de signalisation situés à l'arrière du véhicule avec, notamment, des feux antibrouillards, des feux arrière, des indicateurs de direction et des feux stop.
Actuellement, il est connu d'utiliser, dans les dispositifs d'éclairage ou les dispositifs de signalisation, un ou plusieurs guides optiques pour propager un faisceau lumineux. Un exemple d'un projecteur de véhicule est décrit dans le document US-A-6 107 916. Ce projecteur comporte une source lumineuse et un guide optique, placé à proximité de la source lumineuse et propageant le faisceau lumineux émis par cette source lumineuse. Ce guide lumineux peut longer tout ou partie de la glace ou du réflecteur du projecteur.
Un exemple de projecteur est représenté sur la figure 1. Plus précisément, la figure 1 représente schématiquement le projecteur gauche d'un véhicule. Ce projecteur émet un faisceau lumineux dirigé essentiellement vers l'avant du véhicule, c'est-à-dire selon l'axe Y de la route. Ce projecteur 1 comporte une glace de protection 2 formant la face de sortie du projecteur 1. Il comporte aussi :
  • une source lumineuse 3, émettant un faisceau lumineux dont la direction d'émission est représentée par une flèche 4, et
  • un guide optique 5, propageant ledit faisceau lumineux 4.
Le guide optique 5 est un cylindre de matière transparente muni de prismes, qui assure la propagation du faisceau lumineux 4 depuis une extrémité e1 proche de la source lumineuse 3 jusqu'à une extrémité e2 opposée à l'extrémité e1. Ce guide optique 5 peut avoir différentes formes géométriques. Il peut, par exemple, former un cercle, un arc de cercle ou bien être rectiligne. Dans le cas de la figure 1, le guide optique 5 suit la forme de la glace de protection 2 du projecteur 1.
Un exemple du guide optique 5 de ce projecteur est représenté plus en détails sur la figure 2. Cette figure 2 montres une vue en coupe du guide optique 5. Ce guide optique 5 comporte deux faces :
  • une première face 6 constituant une face de sortie des rayons lumineux propagés dans le guide optique 5 ; cette face de sortie 6 est lisse et continue ; et
  • une deuxième face 7, opposée à la première face 6 et constituant une face de réflexion du guide optique ; cette face de réflexion 7 a un profil dentelé, c'est-à-dire un profil en forme des dents de scie. Cette face de réflexion 7 comporte une succession de prismes 8 identiques et symétriques. Ces prismes 8, placés côte à côte, forment les dents scie de la face de réflexion 7. Sur la figure 2, le guide optique 5 est représenté selon une vue en coupe. Pour une meilleure compréhension de la figure, il est représenté hachuré sur la figure 2. Ainsi, selon la vue en coupe selon la figure 2, chaque prisme 8 a une forme sensiblement triangulaire. Plus précisément, chaque prisme 8 a une forme de triangle comportant une base 14, une facette 9 et une facette 10, planes et non parallèles. Ces facettes 9 et 10 forment entre elles un angle A, appelé angle du prisme. Les facettes 9 et 10 forment, avec l'axe X du guide optique 5, respectivement, des angles B et C. La facette 9 d'un prisme et la facette 10 d'un prisme consécutif forment, ensemble, un angle de fond D. L'angle de fond D de chaque prisme est en contact avec une courbe appelée ligne de fond 11. Cette ligne de fond 11 relie le sommet de tous les angles D de la face de réflexion 6 du guide optique 5. Autrement dit, si on considère que chaque prisme 8 est un triangle, dans sa section, la ligne de fond 11 relie la base 14 de chaque triangle avec la base du triangle consécutif.On comprendra que la forme de chaque prisme est considérée comme triangulaire dans une vue de 2 dimensions.Sur la figure 2, on a représenté, par des flèches 12 et 13, un exemple d'une trajectoire d'un rayon lumineux se propageant dans un guide optique du type de celui décrit dans le document US-A- 6 107 916. Ce rayon lumineux peut être l'un des rayons lumineux contenus dans le faisceau lumineux 4 émis par la source lumineuse 3. Dans cet exemple, le rayon lumineux se propage dans le guide optique 5 selon une trajectoire initiale rectiligne 12 jusqu'à ce qu'il rencontre une facette d'un prisme. Cette trajectoire 12 forme, avec l'axe X du guide optique 5, un angle d'incidence E. Lorsqu'un rayon lumineux rencontre une facette d'un prisme, par exemple la facette 10 d'un prisme 8, dans le cas de la figure 2, la trajectoire 12 du rayon lumineux est déviée d'un angle F par rapport à la trajectoire initiale 12. La trajectoire déviée du rayon lumineux est référencée 13. L'angle de déviation F entre la trajectoire 12 et la trajectoire 13 est variable car lié notamment aux angles des prismes. Ainsi, le rayon lumineux est redirigé, par les prismes 8 de la face de réflexion 7, vers la face de sortie 6 du guide optique 5.Dans l'exemple de la figure 2, et par mesure de simplification de cette figure, la trajectoire d'un seul rayon lumineux a été représentée. Il est bien entendu que d'autres rayons lumineux avec d'autres trajectoires peuvent se propager dans le guide optique, ces rayons pouvant avoir été réfléchis une ou plusieurs fois, par un ou plusieurs prismes ou par l'autre face du guide optique, avant d'atteindre un prisme qui le redirige vers la face de sortie 6.Dans l'exemple de la figure 2, la déviation 13 du rayon lumineux répond au principe de la réflexion totale dans un guide optique. Le principe de la réflexion totale est un phénomène optique qui permet la transmission de la lumière dans un guide optique 5. Lorsqu'un rayon lumineux passe d'un milieu à un autre milieu possédant un indice de réfraction différent, sa direction est changée ; c'est l'effet de la réfraction. Pour un certain angle d'incidence, et si l'indice du milieu initial est supérieur à celui du milieu final, le rayon lumineux 12 n'est plus réfracté, il est réfléchi totalement : on parle de réflexion totale.Ainsi, si on considère à nouveau la figure 1, on comprend que le faisceau lumineux 4 doit être réparti sur toute la longueur du guide optique, c'est-à-dire entre l'extrémité e1 et l'extrémité e2. Or, une partie du faisceau lumineux 4 est perdue, avec des prismes constants, car le flux qui traverse la section diminue au fur et à mesure qu'il se propage. On comprend donc que, à l'extrémité e2 du guide optique 5, la quantité de lumière perdue est plus grande qu'à l'extrémité e1, proche de la source lumineuse 3. Autrement dit, le rendement lumineux est inférieur à l'extrémité e2 qu'à l'extrémité e1 du guide optique, ce qui a pour conséquence qu'il se produit une décroissance naturelle du flux de la lumière émise le long du guide optique. Or, cette décroissance est visible pour toute personne située en dehors du véhicule.Par ailleurs, Dans l'exemple de la figure 2, pour un angle d'incidence E compris entre 0 et 5 degrés, le rayon lumineux subit une réflexion totale. Ainsi, un rayon lumineux touchant une des facettes 9 ou 10 du prisme 8 est réfléchi vers la face de sortie 6 du guide optique 5, par le principe de la réflexion totale.En d'autres termes, les rayons lumineux qui arrivent avec un angle non parallèle à l'axe X du guide et, en particulier, lorsqu'ils forment un angle de 0 à 5° avec cet axe, sont redirigés vers la face de sortie 6 du guide optique grâce aux prismes 8. La présence des prismes 8 sur la face de réflexion 7 du guide optique 5 permet donc de faire sortir la lumière dans la bonne direction. Par le principe de la réflexion totale, le rayon lumineux est réfléchi vers la face de sortie du guide optique. En particulier, il est réfléchi avec une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe X du guide optique 5, c'est-à-dire suivant la normale N à l'axe X. Une autre direction de réflexion du rayon lumineux peut être obtenue en modifiant l'angle B et/ou l'angle C du prisme. Dans ce cas, si l'on appelle G l'angle entre le rayon sortant du guide optique et la normale N, alors cet angle G ne peut être que positif. En d'autres termes, en modifiant la pente des prismes, il est possible de rediriger les rayons lumineux sortant de façon à avoir un angle G non nul.Or, dans certain cas, il est intéressant de pouvoir envoyer les rayons lumineux dans une direction formant un angle G négatif avec la normale N. Par exemple, dans le cas de la figure 1, on voit que le guide optique 5 suit le profil de la glace de protection 2 du projecteur 1. Par conséquent, les rayons lumineux réfléchis éclairent sur les côtés du véhicule, selon une direction Z. Comme on le comprend à la vue de la figure 1, le faisceau lumineux 4 émis par la source lumineuse 3 se propage dans le guide optique 5 jusqu'à son extrémité opposée e2. A proximité de cette extrémité e2, les rayons lumineux émis perpendiculairement à l'axe du guide optique éclairent la route latéralement, et sont vus par tout observateur sur le côté de la route. Ainsi, à cette extrémité e2 du guide optique 5, l'angle entre le guide optique 5 et la direction des rayons lumineux souhaitée Y n'est pas favorable. Ces rayons lumineux sont perdus, c'est-à-dire qu'ils sont réfléchis vers une direction inintéressante, ce qui diminue les performances espérées du dispositif d'éclairage ou de signalisation. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des techniques exposées précédemment. L'invention a notamment pour but d'améliorer les performances des guides lumineux, notamment d'améliorer leur aspect visuel à l'état allumé et/ou d'obtenir une plus grande souplesse dans le choix de l'angle de sortie des rayons lumineux émis par le guide de lumière. Elle a ainsi pour but d'améliorer/mieux contrôler l'émission de la lumière par les dispositifs d'éclairage et/ou de signalisation utilisant des guides de lumière, notamment d'améliorer l'homogénéisation de la lumière distribuée/émise par ces guides.Selon une première réalisation, elle propose tout d'abord un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation à guide optique, dans lequel la lumière est répartie de manière uniforme et homogène le long du guide optique. Pour cela, l'invention propose un guide optique comportant une face de réflexion munie d'une succession de prismes, les angles situés entre deux prismes consécutifs de la face de réflexion étant, au moins pour certains, tronqués. Alternativement ou cumulativement, la face de sortie a un profil comportant des stries, configuration détaillée plus loin.Le terme de « prisme » indique qu'il s'agit de formes géométriques usuellement définies par des faces planes, mais il est également dans le cadre de l'invention de considérer des pseudo primes, assimilés à des prismes, mais dont l'une des faces est par exemple courbe, de façon plus ou moins prononcée.Le terme de « profil dentelé » indique que la face en question n'est pas entièrement plane, qu'elle comprend des reliefs, notamment mais pas seulement des prismes.De façon plus précise, l'invention concerne tout d'abord un dispositif d'éclairage ou de signalisation pour véhicule automobile comportant au moins une source lumineuse émettant un faisceau lumineux et au moins un guide optique dans lequel se propage le faisceau lumineux, ledit guide optique comportant
  • une face, dite face de sortie du faisceau lumineux, et
  • une autre face, dite face de réflexion, opposée à la face de sortie, ayant un profil dentelé formant une face de réflexion du faisceau lumineux et comportant une succession de prismes, chaque prisme formant, avec le prisme suivant, un angle de fond,
   avec au moins un angle de fond de la face de réflexion qui est tronqué.
L'invention, selon cette première réalisation, peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
  • certains au moins des angles de fond de la face de réflexion comportent une zone tronquée, la dimension de la zone tronquée étant variable d'un angle à un autre. Une telle zone tronquée permet de moduler et de contrôler le rendement de chaque prisme, c'est-à-dire le flux sortant localement d'un prisme par rapport au flux total traversant la section du guide au niveau de ce prisme, et d'optimiser l'aspect homogène de la lumière émise par le guide optique tout au long de sa longueur.
  • la dimension des zones tronquées diminue au fur et à mesure de l'éloignement de la source lumineuse ;
  • la face de réflexion comporte à la fois des prismes à angle de fond tronqué et des prismes à angle de fond non tronqué ;
  • selon une première variante, les prismes ont des pas variables et une hauteur constante, ce qui permet de moduler le rendement de chaque prisme tout en modulant l'effet visuel ;
  • selon une seconde variante (associable à la précédente), les prismes ont un pas constant et des hauteurs variables, ce qui permet également de moduler le rendement de chaque prisme, avec une réalisation simple à mettre en ceuvre ;
  • le pas des prismes a une dimension de l'ordre de 0,2 à 2 mm ;
  • la hauteur des prismes est de l'ordre de 0,2 à 2 mm ;
  • les prismes (ou au moins un de ceux-ci) de la face de réflexion sont symétriques. Ce mode de réalisation est préférable lorsque le dispositif comporte plusieurs sources lumineuses (notamment une à chaque extrémité du guide)
  • les prismes (ou au moins un de ceux-ci) de la face de réflexion sont dissymétriques, ce qui permet un meilleur rendement des prismes, et est préférable également quand une seule source lumineuse est utilisée pour alimenter le guide,
Selon une seconde réalisation, alternative ou cumulative avec la précédente, l'invention propose un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation dans lequel le guide optique comporte une face de réflexion à profil dentelé et une face de sortie à profil strié. Une telle face de sortie a pour avantage de redresser d'un angle supplémentaire les rayons lumineux réfléchis par la face de réflexion, de façon à obtenir des rayons lumineux sortant du guide optique avec un angle négatif par rapport à la normale à l'axe X (le signe négatif se comprenant par rapport à la direction moyenne de propagation de la lumière dans le guide)
   , ce qui offre une grande souplesse dans le choix des angles de sortie des rayons lumineux sortant du guide optique.
De façon plus précise, l'invention selon cette second réalisation concerne un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule comportant au moins une source lumineuse émettant un faisceau lumineux et un guide optique apte à propager ledit faisceau lumineux, ledit guide optique comportant :
  • une face, dentelée, dite face de réflexion et comportant une succession de prismes, et
  • une autre face, opposée à la première face, formant une face de sortie du faisceau lumineux,
   telle que la face de sortie a un profil comportant des stries.
Un tel dispositif permet de dévier de façon contrôlée les rayons provenant des prismes. Le dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon la seconde réalisation de l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
  • chaque strie de la face de sortie est située en regard d'un prisme de la face de réflexion, ce qui permet de collecter les rayons intéressants qui ont été réfléchis par le prisme auquel elle est associée.
  • les stries de la face de sortie ont chacune (pour au moins l'une d'entre elles au moins) une forme courbe, notamment en arc de cercle, ce qui permet de réaliser une déviation variable d'un rayon lumineux provenant d'un même prisme, ce qui crée un étalement des rayons lumineux, donc une homogénéisation de l'aspect allumé du guide optique dans toutes les directions.
  • les stries (pour au moins l'une d'entre elles au moins) ont chacune une forme de prisme à facettes planes. Ce mode de réalisation est simple à mettre en oeuvre et permet, sur le plan optique, de privilégier une direction d'émission des rayons lumineux.
  • chaque (au moins un des) prisme est symétrique. Ce mode de réalisation est préférable lorsque le dispositif comporte plusieurs sources lumineuses.
  • chaque (au moins un des) prisme est dissymétrique, ce qui permet un meilleur rendement des prismes, le rendement étant à comprendre comme le flux lumineux sortant localement d'un prisme par rapport au flux total traversant la section du guide au niveau de ce prisme,
  • les stries (pour au moins l'une d'entre elles au moins) comportent chacune une facette en arc de cercle et une facette plane. Ce mode de réalisation permet de cumuler les avantages des deux modes de réalisation précédents (forme en arc de cercle et forme de prisme). En outre, il permet de limiter les perturbations vis-à-vis des rayons qui continuent leur propagation dans le guide optique.
  • les stries (pour au moins deux elles au moins) de la face de sortie sont contiguës.
  • les stries (pour au moins deux elles au moins) de la face de sortie sont non contiguës.
  • chaque strie ((pour au moins l'une d'entre elles au moins) comporte un angle de strie, par rapport à un axe du guide optique, de l'ordre de 1 à 30°, de préférence de 5 à 20°.
  • dans le cas où les prismes de la face de sortie comportent chacun une première facette et une seconde facette, la seconde facette formant un angle de fond avec la première facette d'un prisme consécutif, certains au moins des prismes de la face de réflexion comportent un angle de fond tronqué. Un tel angle de fond tronqué permet de moduler et de contrôler le rendement de chaque prisme, c'est-à-dire le flux sortant localement d'un prisme par rapport au flux total traversant la section du prisme, et d'optimiser l'aspect homogène du guide optique.
Aussi bien selon la première que selon la seconde réalisation :
  • les sources lumineuses peuvent être de type halogène, être des diodes électroluminescentes, ou tout autre lampe comme des lampes xénon par exemple,
  • le dispositif d'éclairage ou de signalisation peut comporter au moins deux sources lumineuses placées chacune à une extrémité du guide optique (sources lumineuses standard de type halogène ou diodes électroluminescentes par exemple) : le guide optique peut alors propager la lumière à partir des deux extrémités, ce qui permet d'avoir des guides d lumière de grande longueur.
  • le dispositif d'éclairage ou de signalisation peut comporter plusieurs guides optiques ayant une intersection commune, au moins une source lumineuse étant située à ce point d'intersection. on a alors un guide de lumière « ramifié », avec de préférence une source au niveau des ramifications, et éventuellement à au moins une des extrémités des branches d'un tel guide.
L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'au moins un dispositif d'éclairage ou de signalisation selon cette première réalisation et/ou cette second réalisation de l'invention, ainsi que le guide de lumière en lui-même.
  • La figure 1, déjà décrite, représente un exemple de projecteur de véhicule muni d'un guide optique.
  • La figure 2, déjà décrite, représente une vue en coupe d'un guide optique de l'art antérieur.
  • La figure 3 représente une vue en coupe d'un exemple de guide optique à troncature, selon l'invention.
  • La figure 4 représente une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un guide optique à troncature variable selon l'invention.
  • La figure 5 représente une vue en coupe d'un second mode de réalisation d'un guide optique à troncature variable selon l'invention.
  • La figure 6 représente une vue en coupe d'un guide optique selon l'invention dans le cas où la face de sortie du guide est striée.
  • La figure 7 représente un premier mode de réalisation d'un guide optique selon l'invention ;
  • La figure 8 représente un second mode de réalisation d'un guide optique selon l'invention ;
  • Les figures 9A et 9B représentent un troisième mode de réalisation d'un guide optique selon l'invention
    • Les figures 1 à 5 concernent plus spécifiquement l'invention selon la première réalisation.
    Les figures 7 à 9 concernent plus spécifiquement l'invention selon la seconde réalisation.
    La figure 6 concerne plus spécifiquement l'invention conjuguant la première et la seconde réalisation selon l'invention.
    L'invention sera décrite ci après à l'aide de deux exemples, et, dans les deux cas, concerne un dispositif d'éclairage ou de signalisation à guide optique permettant une diffusion homogène et uniforme de la lumière. Le dispositif de l'invention peut être un projecteur comme celui de la figure 1 ou bien un dispositif de signalisation. Qu'il s'agisse d'un projecteur ou d'un dispositif de signalisation, le guide optique comporte des caractéristiques assurant un aspect homogène et uniforme à la lumière en sortie du guide optique. Dans la suite de la description, on décrira un projecteur, étant entendu qu'il peut s'agir aussi d'un dispositif de signalisation.
    Selon la première réalisation, un exemple d'un guide optique selon l'invention, pouvant être monté dans un projecteur de la figure 1, est représenté sur la figure 3. Dans l'exemple qui va être décrit, le dispositif d'éclairage considéré est un feu de position situé dans un projecteur à l'avant d'un véhicule. Aussi, le guide optique, dans cet exemple, est courbe et forme un cercle ou un arc de cercle. Il est bien entendu que le guide optique, selon l'invention, peut avoir d'autres formes comme, par exemple, rectiligne, courbe à une ou plusieurs courbures ....
    Cette figure 3 montre une vue en coupe d'un guide optique 5 destiné à propager un faisceau lumineux émis par la source lumineuse 3. Dans ce mode de réalisation, le guide optique 5 a une section circulaire ; il est bien entendu qu'il peut aussi, dans d'autres modes de réalisation, avoir une section elliptique, carrée, ovale, voire carrée etc.
    Ce guide optique 5 comporte deux faces:
    • une première face FS constituant une face de sortie des rayons lumineux propagés dans le guide optique 5 ; cette face de sortie 6 peut être lisse et continue, comme sur les figures 3 à 5 ou bien comporter des stries, comme montré ultérieurement sur la figure 6;
    • une deuxième face FR, opposée à la première face FS, constituant une face de réflexion du guide optique 5 ; cette face de réflexion FR comporte une succession de prismes 8. Ces prismes 8 sont placés côte à côte et assurent une réflexion des rayons lumineux ayant un angle d'incidence non nul avec l'axe X du guide optique 5.
    Selon une vue en coupe du guide optique 5, chaque prisme 8 a une forme sensiblement triangulaire ; chaque prisme comporte une base 14, une facette 9 et une facette 10, planes et non parallèles. La facette 9 et la facette 10 d'un prisme 8 peuvent être symétriques par rapport à un axe T perpendiculaire à l'axe X du guide optique, c'est-à-dire qu'elles ont des dimensions et des angles B et C identiques, de part et d'autre de la bissectrice T. On dit alors que le guide optique est à prismes symétriques. La facette 9 et la facette 10 peuvent aussi être asymétriques, c'est-à-dire qu'elles ont des dimensions et/ou des angles B et C différents. On dit alors que le guide optique est à prismes dissymétriques.
    La facette 10 d'un prisme 8 et la facette 9 d'un prisme consécutif forment, ensemble, un angle de fond D. Selon l'invention, l'angle de fond D d'un prisme 8 est tronqué. Autrement dit, au moins certains des angles de fond D comportent une zone tronquée. Cette zone tronquée de l'angle de fond D forme un méplat 16. Un méplat 16 est donc une partie plane de la courbe de ligne de fond 11 représentée en pointillés sur la figure 3. Dans l'exemple de la figure 3, la ligne de fond 11 est confondue avec l'axe X du guide optique 5.
    Tout se passe comme si l'espace situé entre deux prismes 8 formait un prisme d'air 15 : on a alors, dans l'invention, le prisme d'air 15 de type « écrêté ». Dans ce cas, l'écrêtage des prismes d'air 15 est réalisé selon une section des sommets desdits prismes d'air. Cette section est réalisée le long de la courbe du ligne de fond 11.
    Comme on le verra plus précisément par la suite, les méplats 16 des angles de fond D sont de préférence de forme géométrique de type rectangle. Ils peuvent avoir des dimensions différentes. Ces dimensions des méplats peuvent varier d'un guide optique à un autre. Elles peuvent aussi être variables au sein d'un même guide optique. Dans ce cas, les méplats 16 peuvent avoir des dimensions différentes pour chaque angle de fond D associé à chaque prisme. Certains angles de fond D peuvent aussi ne pas comporter de méplat 16. Dans ce cas, le guide optique 5 comporte à la fois des angles de fond D à méplats 16 et des angles de fond D sans méplat, par exemple en alternance. Par exemple, la taille des méplats peut être choisie de façon décroissante de l'extrémité e1 vers l'extrémité e2 du guide optique afin de propager un maximum de rayons lumineux vers l'extrémité e2.
    Selon l'invention, l'angle de fond D entre deux prismes 8 est tronqué, ce qui permet à un rayon lumineux de se propager dans le guide optique 5 sans toucher une des facettes 9 ou 10 du prisme. De ce fait, le rayon lumineux est réfléchi par le méplat vers la face de sortie FS de manière à y être réfléchi totalement. Il continue alors sa propagation dans le guide optique.
    Par exemple, à proximité de l'extrémité e1 du guide optique, une grande partie des rayons lumineux, émis par la source lumineuse 3, ne sont pas réfléchis, du fait qu'ils ne rencontrent pas de facettes 9 ou 10 de prisme. Ces rayons lumineux continuent leur propagation dans le guide optique 5 comme s'il n'y avait pas de prisme. Ces rayons lumineux sont ainsi dirigés vers l'extrémité e2 du guide optique 5. Les propriétés de la face de réflexion FR sont donc modifiées par la présence de ces méplats. De cette façon, entre les extrémités e1 et e2 du guide optique 5, le flux lumineux sortant du guide optique peut être réparti de manière uniforme sur toute la longueur du guide optique par ce phénomène de méplat.
    L'invention permet aussi d'obtenir, en sortie du guide optique, un flux lumineux réparti, volontairement, de manière non uniforme. Dans ce cas, la répartition non uniforme est contrôlée pour obtenir un effet visuel particulier, par exemple une alternance de zones éclairées et de zones non éclairées.
    Ainsi, les angles de fond D permettent d'ajuster l'apport de lumière des prismes 8 dans le guide optique 5. On comprend alors qu'un guide optique 5 selon l'invention permet de compenser la diminution du flux lumineux traversant le guide optique entre l'extrémité e1 et l'extrémité e2.
    La répartition uniforme, ou non uniforme mais contrôlée, du flux lumineux est, de préférence, obtenue au moyen de dimensions de méplats variables et, plus précisément, de la largeur des méplats selon l'axe X variable. Dans un mode de réalisation préféré, la dimension des méplats 16 est décroissante de l'extrémité e1 vers l'extrémité e2 du guide optique 5. Cette diminution de la dimension des méplats 16 permet d'optimiser le guidage des rayons lumineux se propageant dans le guide optique 5. A proximité de l'extrémité e1, la dimension des méplats 16 est grande, permettant ainsi à une grande partie des rayons lumineux de ne pas rencontrer de facette 9 ou 10 de prisme et, ainsi, de continuer leur propagation vers l'extrémité e2. A proximité de l'extrémité e2, la dimension des méplats 16 est de plus en plus petite jusqu'à être nulle. Il y a alors une grande quantité des rayons lumineux qui rencontrent l'une des facettes 9 ou 10 d'un prisme. Ces rayons lumineux sont alors réfléchis vers la face de sortie FS du guide optique 5.
    Cette diminution de la dimension des méplats 16 permet de compenser la décroissance lumineuse naturelle et, par conséquent, d'uniformiser de façon contrôlée la luminance (c'est-à-dire l'intensité lumineuse émise par m2) en tout point du guide optique 5. De ce fait, le guide optique 5, dans son ensemble, a un aspect homogène.
    Dans d'autres modes de réalisation, la dimension des méplats peut être croissante de l'extrémité e1 vers l'extrémité e2, ou bien des angles de fond à méplat peuvent alterner avec des angles de fond sans méplat, etc.
    La figure 4 montre un premier mode de réalisation d'un guide optique à troncature variable, c'est-à-dire dont la dimension des méplats est variable. Dans l'exemple de la figure 4, les méplats 16 ont des dimensions décroissantes entre l'extrémité e1 et l'extrémité e2 du guide optique 5, comme expliqué précédemment. Comme on le voit sur la vue en coupe du guide optique 5 de la figure 4, les méplats 16a, 16b,...16n ont des dimensions différentes les unes des autres et, plus précisément, des dimensions décroissantes. Cette décroissance est obtenue en modulant la hauteur des prismes. Plus précisément, dans l'exemple de la figure 4 :
    • le pas 17 entre deux prismes est constant. On entend par « pas » 17 la longueur reliant le sommet d'un prisme avec le sommet du prisme consécutif. Le pas 17 est représenté par une double flèche, sur la figure 4. En d'autres termes, le pas 17 correspond à la base du prisme d'air 15. Le pas 17 entre deux prismes est de préférence de l'ordre de 0,2 à 2 millimètres
    • la hauteur 18 des prismes 8 est variable. On appelle « hauteur » 18 la distance entre un point d'une courbe Z et un point du ligne de fond 11 du guide optique 5. La courbe Z, représentée en pointillés sur la figure 4, est une courbe reliant le sommet des angles A de chaque prisme. La hauteur 18 est représentée par une double flèche sur la figure 4. De préférence, la hauteur 18 est de l'ordre de 0,2 à 2 millimètres.
    Dans le mode de réalisation de la figure 4, la hauteur 18 d'un prisme 8 augmente proportionnellement à la diminution de la taille du méplat 16 correspondant. La face de réflexion FR est contenue entre deux courbes, le long du guide optique. L'une des courbes est la ligne de fond 11 et l'autre courbe est la courbe Z.
    La figure 5 montre un deuxième mode de réalisation d'un guide optique 5 à troncature variable. Comme dans le cas de la figure 4, les méplats 16 ont des dimensions décroissantes entre l'extrémité e1 et l'extrémité e2 du guide optique 5. Comme on le voit sur la vue en coupe du guide optique 5 de la figure 5, les méplats 16a, 16b,...16n ont des dimensions décroissantes. Dans ce mode de réalisation, la décroissance est obtenue en modulant le pas des prismes. Plus précisément, dans l'exemple de la figure 5 :
    • le pas 17 entre deux prismes est variable. Le pas 17 est représenté par une double flèche sur la figure 5. Le pas 17 entre deux prismes est de préférence inférieur ou égal à 2.5 mm, notamment de l'ordre de 0,2 à 2 millimètres ;
    • la hauteur 18 des prismes 8 est constante. La hauteur 18 est représentée par une double flèche sur la figure 5. La hauteur 18 est inférieure ou égale à 2.5 mm, notamment de l'ordre de 0,2 à 2 millimètres. Dans ce mode de réalisation, le pas 17 d'un prisme 8 diminue proportionnellement à la diminution de la taille du méplat 16 correspondant. La hauteur 18 étant constante, la courbe Z est parallèle à l'axe X du guide optique 5.
    Les deux modes de réalisation qui viennent d'être décrits permettent l'un comme l'autre de réaliser une décroissance de la dimension des méplats. En outre, ils offrent un même rendement lumineux et une même homogénéité de la lumière émise par le guide optique 5 sur toute sa longueur. Le choix de l'un ou l'autre de ces modes de réalisation dépend de l'aspect visuel, voire esthétique, voulu.
    Sont décrites maintenant les figures 7 à 9, correspondant à un second exemple selon la seconde réalisation :
    Un premier mode de réalisation de ce guide optique selon l'invention est représenté sur la figure 7. Sur cette figure 7, la face de réflexion porte la référence FR et la face de sortie porte la référence FS, avec les mêmes conventions que précédemment.
    Dans le dispositif de l'invention, la face de réflexion FR du guide optique peut être identique/similaire à la face de réflexion du guide optique décrit précédemment. Cette face de réflexion est munie d'une succession de prismes 8 placés les uns à la suite des autres de façon à former une face à profil dentelé. Les prismes 8 peuvent être identiques et symétriques les uns aux autres, comme dans l'art antérieur, ou bien identiques et asymétriques ou encore différents les uns des autres.
    Dans le cas où les prismes 8 sont asymétriques, comme montré sur la figure 7, une réflexion est obtenue selon un angle d'environ 90° par rapport à l'axe X pour les rayons lumineux ayant un angle d'incidence de l'ordre de 10 à 40° par rapport à l'axe X du guide optique. En effet, dans ce cas, ce que l'on peut considérer comme un prisme d'air 30 est formé par le fond de prisme qui précède le prisme 8 en matière transparente ; ce prisme d'air 30 assure un redressement du rayon lumineux incident. Autrement dit, si l'on considère que face de réflexion du guide optique comporte des prismes en matière transparente 8 intercalés par des prismes d'air 30, alors ces prismes d'air 30 modifient la trajectoire des rayons lumineux en redressant les rayons lumineux avant que ceux-ci ne rencontrent un prisme en matière transparente 8. Par exemple, sur la figure 7, on a représenté un rayon lumineux de trajectoire 17 réglé avec un angle d'incidence E compris entre 10 à 40° par rapport à l'axe X du guide optique. Ce rayon lumineux 17 est dévié et redressé selon une trajectoire 18 par le prisme d'air 30 avant d'être réfléchi par la facette 10 du prisme 8. Il est alors redirigé, suivant la trajectoire 19, vers la face de sortie FS du guide optique selon une direction privilégiée globalement perpendiculaire à l'axe X du guide.
    Un autre exemple de rayon lumineux a été représenté sur la figure 7. Ce rayon lumineux, de trajectoire 21, a un angle d'incidence E' d'environ 5° par rapport à l'axe X du guide optique. Ce rayon lumineux se trouve donc dans la configuration d'une réflexion totale par le prisme en matière transparente 8. Ce rayon 21 est donc réfléchi, par la facette 10 du prisme 8, selon un angle d'environ 90° par rapport à l'axe X vers la face de sortie FS du guide optique. Dans le cas d'un rayon lumineux ayant un angle d'incidence proche de la tangente, c'est-à-dire compris entre 0 et 5° par rapport à l'axe X, alors les prismes asymétriques ont le même effet sur le rayon lumineux que des prismes symétriques. Par contre, comme on l'a vu ci-dessus, les prismes asymétriques ont un effet de redressement, en plus de l'effet de réflexion, lorsque le rayon lumineux a un angle d'incidence de 10 à 40°. Les prismes asymétriques permettent donc d'augmenter le rendement lumineux vers la face de sortie 6 du guide optique.
    Conformément à l'invention, la face de sortie FS du guide optique a un profil strié. Autrement dit, la face de sortie FS comporte des stries qui permettent de redresser encore les rayons lumineux en sortie du guide optique. Ces stries sont des reliefs (bossages ou creux) réalisés dans la face de sortie 6 du guide optique. Elles peuvent être de différentes formes.
    Dans le mode de réalisation de la figure 7, ces stries 24 ont chacune une forme de prisme, c'est-à-dire que chaque strie 24 comporte deux facettes 25 et 26, planes. Une facette 26 d'une strie et une facette 25 d'une strie consécutive forment ensemble un angle de fond H d'environ 90°. La facette 25 d'une strie 24 forme, avec l'axe X du guide optique, un angle de strie K de l'ordre de 10 à 20°. Ainsi, comme montré sur la figure 7 et 8, les stries 24 de la face de sortie FS ont une profondeur plus faible que les prismes 8 de la face de réflexion FR, ceci afin de conserver au guide optique ses caractéristiques de guidage. Tout comme les prismes de la face de réflexion FR qui forment une ligne de fond 11 des prismes, les stries forment une ligne de fond 16 des stries. Autrement dit, le fond de chaque strie 24 (par opposition au sommet des stries) forme avec le fond des stries consécutives une courbe appelée ligne de fond 16 des stries. Les stries 24 sont donc contenues entre la ligne de fond 16 et une courbe reliant le sommet de toutes les stries 24, ces deux courbes suivant globalement le profil du guide.
    Ces stries en forme de prismes peuvent être symétriques ou, au contraire, asymétriques comme montré sur la figure 7.
    Dans une première variante, toutes les stries d'un même guide optique sont identiques. Dans une seconde variante, les stries sont différentes, c'est-à-dire qu'elles ont un angle de strie K et/ou un angle de fond H qui peut varier entre l'extrémité e1 du guide et l'extrémité e2, de façon à permettre une réflexion évolutive des rayons lumineux sur toute la longueur du guide.
    Quelle que soit leur forme, chaque strie 24 de la face de sortie FS est située en regard d'un prisme 8 de la face de réflexion FR. Les stries 24 de la face de sortie FS ont donc un pas identique au pas des prismes 8 de la face de réflexion FR. Autrement dit, pour être efficaces, les zones actives de la face de sortie FS, c'est-à-dire les facettes 25 des stries 24, sont situées en face (au moins partiellement en regard) des zones actives des prismes 8 de la face de réflexion FR, c'est-à-dire des facettes 10 des prismes 8.
    Ainsi, dans l'exemple de la figure 7, le rayon lumineux de trajectoire entrante 17 subit, comme expliqué précédemment, une première réflexion par la facette 10 d'un prisme 8. Il est ensuite réfracté par la facette 25 d'une strie 24 et sort du guide optique avec un angle G négatif par rapport à la normale N à l'axe X. De même, le rayon lumineux 21 subit le même parcours à partir de la facette 10 du prisme. L'angle de sortie G ainsi obtenu dépend bien entendu de la pente de la strie 24. Dans l'exemple de la figure 3, cet angle de sortie G est de l'ordre de -20° par rapport à la normale N.
    Ce mode de réalisation de la face de sortie en prismes permet donc d'envoyer des rayons lumineux dans une direction impossible à atteindre par réflexion totale sur les prismes de la face de réflexion quand la face de sortie est lisse. Il permet d'obtenir un angle G négatif d'environ -25° par rapport à la normale N.
    Selon la figure 7, l'angle entre la direction moyenne de propagation dans le guide optique et la direction moyenne de sortie du rayon lumineux hors du guide optique est obtus : un tel angle ne peut être obtenu avec une face de sortie lisse. Sur la figure 8, on a représenté un autre mode de réalisation de la face de sortie FS du guide optique de l'invention. Dans ce mode de réalisation, les stries 24 ne comportent pas de facettes planes ; au contraire, les stries 24 ont un profil courbe. Plus précisément, selon une vue en coupe, chaque strie 24 a une forme en arc de cercle. Autrement dit, chaque strie 24 forme une sorte de dôme formant, avec la strie consécutive, un angle de fond H. La tangente à la base du dôme fait un angle K de 10° à 20° par rapport à l'axe X du guide optique.
    Chaque strie 24 de la face de sortie FS est située en regard d'un prisme 8 de la face de réflexion FR. Les stries 24 ont donc un pas identique au pas des prismes 8 de la face de réflexion FR. Autrement dit, les stries 24 de la face de sortie FS sont situées en regard des zones actives des prismes 8 de la face de réflexion FR.
    Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre une répartition contrôlée de la lumière autour de la normale N, ce qui permet d'homogénéiser l'aspect du guide pour un observateur extérieur. Pour cela, deux exemples de rayons lumineux ont été représentés sur la figure 8, qui peuvent avoir des directions différentes en sortie du guide optique.
    Le premier exemple de rayon lumineux est le rayon lumineux de trajectoire entrante 17 ayant un angle d'incidence E, de 10 à 40° par rapport à l'axe X. Ce rayon lumineux est tout d'abord dévié par un prisme d'air 30 puis réfléchi d'environ 90° par un prisme 8 vers la face de sortie FS. Lorsqu'il rencontre une strie 24 de la face de sortie FS, ledit rayon lumineux subit une réfraction d'un angle G négatif par rapport à la normale N (trajectoire 20).
    Le second exemple de rayon lumineux est le rayon de trajectoire entrante 21 ayant un angle d'incidence E' avec l'axe X. Ce rayon lumineux 21 subit une première réflexion par un prisme 8 de la face de réflexion FR. Lorsqu'il rencontre une strie 24 de la face de sortie 6, ledit rayon lumineux 21 subit une réfraction avec un angle G positif par rapport à la normale N (trajectoire 23). Ce profil en dômes de la face de sortie FS permet donc de distribuer la lumière latéralement dans plusieurs directions.
    Sur la figure 9A, on a représenté un troisième mode de réalisation de la face de sortie du guide optique de l'invention. Dans ce mode de réalisation, les stries 24 de la face de sortie FS forment des prismes à facette courbe. Plus précisément, chaque strie 24 comporte une facette courbe 28 et une facette plane 27, chaque facette courbe 28 étant consécutive à une facette plane 27. La facette courbe 28 et la facette plane 27 d'une strie consécutive forment ensemble un angle de fond H de l'ordre de 90°. La tangente à la facette courbe 28 forme, avec l'axe X du guide optique, un angle de strie K de l'ordre de 10 à 20°. Dans ce mode de réalisation, les stries sont contiguës les unes aux autres, c'est-à-dire qu'une strie est accolée à la strie suivante. Ce troisième mode de réalisation associe des caractéristiques du premier mode de réalisation avec des caractéristiques du second mode de réalisation, ce qui permet d'optimiser le guidage des rayons lumineux à travers le guide optique, tout en garantissant une bonne homogénéité de la lumière et un envoi de la lumière dans des directions inaccessible classiquement.
    Comme montré sur la figure 9A, le premier exemple de rayon lumineux 17 est réfracté, par une strie 24 de la face de sortie 6, avec un angle G négatif par rapport à la normale N. Le second exemple de rayon lumineux 21 sort du guide optique avec un angle G négatif par rapport à la normale N, différent de l'angle G formé par le rayon lumineux 20. Cependant, comme on le voit sur la figure 9A, en fonction de l'emplacement sur la strie, la valeur de l'angle de sortie G diffère. On comprend donc que l'angle de sortie G varie en fonction de l'emplacement, sur la facette 28 de la strie 24, du point de contact du rayon lumineux avec la strie. Autrement dit, la valeur de l'angle de sortie dépend du rayon de courbure de la facette courbe 28. Ainsi, en modifiant la courbure des facettes courbes 28 des stries 24, il est possible d'obtenir toute une plage d'angles de sortie. En d'autres termes, une telle face de sortie à prismes courbes permet d'obtenir à la fois un effet de prisme et un effet d'éclatement du faisceau lumineux.
    Sur la figure 9B, on a représenté une variante du mode de réalisation de la figure 9A. Dans cette variante, les stries 24 de la face de sortie FS forment des prismes à facette courbe non contigus. Plus précisément, chaque strie 24 comporte une facette courbe 28 et une facette plane 27, chaque facette courbe 28 étant séparée de la facette plane 27 de la strie suivante par un méplat 29. Les stries 24 sont donc séparées les unes des autres par des méplats 29. Dans cette variante, la zone active de chaque strie 24, c'est-à-dire la facette courbe 28, est placée en regard (au moins partiellement) de la zone active du prisme 8, c'est-à-dire de la facette 10 du prisme afin de rendre la réfraction par les stries la plus efficace possible. Le méplat 29, dans cette variante, permet de propager à l'extrémité e2, les rayons lumineux non réfractés par les stries 24.
    A la figure 6 est représenté un guide de lumière, selon une troisième réalisation, qui est modifié à la fois sur sa face de sortie et sur sa face de réflexion conformément à l'invention : la face de sortie 6 comporte des stries qui permettent de redresser les rayons lumineux en sortie du guide optique, c'est-à-dire de les faire sortir du guide optique avec un angle négatif par rapport à la normale N à l'axe X du guide., comme représenté à la figure 8 et la face de réflexion comprend des prismes tels que ceux décrits à l'aide de la figure 4 notamment. Associer les deux réalisations de l'invention sur un même guide de lumière est très avantageux.
    Les stries de la face de sortie FS peuvent être de différentes formes, par exemple, en forme de prismes ou bien de dômes ou bien une combinaison de prismes et de dômes, comme vu plus haut avec les figures 7 et 8. Elles sont situées en regard des zones actives des prismes 8 de la face de réflexion.
    Les prismes de la face de réflexion peuvent être ceux décrits à la figure 3, 4 ou 5. La présence de méplats 15 dans le guide optique permet, à un rayon lumineux, de se propager dans le guide optique sans toucher une des facettes 9 ou 10 des prismes 8 de la face de réflexion FR. De ce fait, le rayon lumineux est réfléchi vers la face de sortie du guide optique, plus loin dans le guide, ce qui permet de répartir le flux lumineux de manière uniforme entre les extrémités e1 et e2 du guide optique.
    Il est à noter que les exemples décrits plus haut, et, plus généralement, les guides de lumière selon l'invention, ont des sections de préférence circulaire, dans la mesure où une telle section est la plus appropriée en termes de guidage optique. Cette section est en outre très appropriée en termes de focalisation de la lumière. Mais l'invention concerne également des guides de lumière de section différente, par exemple une section de forme conique, par exemple de forme elliptique, hyperbolique ou parabolique, au moins partiellement, ou ovale. Des sections de type parallélogramme, carré, rectangle sont aussi possibles mais moins intéressante en termes de guidage de lumière.
    A noter aussi que, aussi bien pour les stries de la face de sortie que pour les prismes de la face de réflexion, les stries et/ou les prismes peuvent avoir des largeurs variables (c'est-à-dire affecter plus ou moins la largeur de la face en question, soit entièrement ou partiellement, de façon constante, soit avec une largeur variable sur la longueur du guide).
    L'invention propose donc deux réalisations de guide de lumière, alternatives, ou cumulatives, pour avoir une meilleure homogénéité visuelle du guide une fois allumé et/ou avoir plus de contrôle sur l'orientation de la lumière émise par le guide de lumière. Cumuler les deux réalisations est très avantageux, car elles concourent au même but, celui d'améliorer l'aspect visuel des guides de lumière une fois allumés.

    Claims (19)

    1. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile comportant au moins une source lumineuse (3) émettant un faisceau lumineux (4) et au moins un guide optique dans lequel se propage le faisceau lumineux (4), ledit guide optique comportant
      une face de sortie (FS) du faisceau lumineux, et
      une autre face de réflexion (FR), opposée à la face de sortie, ayant un profil dentelé formant une face de réflexion du faisceau lumineux
      caractérisé en ce que la face de réflexion (FR) comporte une succession de prismes (8), chaque prisme (8) formant, avec le prisme (8) suivant, un angle de fond (D), avec au moins un angle de fond (D) de la face de réflexion (FR) qui est tronqué
      et/ou en ce que la face de sortie (FS) a un profil comportant des stries (24)
    2. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que certains au moins des angles de fond (D) de la face de réflexion (FR) comportent une zone tronquée (16), la dimension de la zone tronquée étant variable d'un angle à un autre.
    3. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la dimension des zones tronquées (16) de la face de réflexion (FR)diminue au fur et à mesure de l'éloignement de la source lumineuse (3).
    4. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face de réflexion (FR) comporte à la fois des prismes à angle de fond tronqué et des prismes à angle de fond non tronqué.
    5. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les prismes de la face de réflexion (FR) ont des pas (17) variables et une hauteur (18) constante.
    6. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les prismes de la face de réflexion (FR) ont un pas (17) constant et des hauteurs (18) variables.
    7. Dispositif d'éclairage et/ ou de signalisation selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le pas (17) des prismes de la face de réflexion (FR) a une dimension inférieure ou égale à 2.5 millimètres, notamment de l'ordre de 0.2 à 2 millimètres.
    8. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la hauteur (18) des prismes de la face de réflexion (FR) est inférieure ou égale à 2.5 millimètres , notamment de l'ordre de 0.2 à 2 millimètres.
    9. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les prismes de la face de réflexion (FR) sont symétriques.
    10. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les prismes de la face de réflexion (FR) sont dissymétriques.
    11. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque strie (24) de la face de sortie (FS) est située en regard d'un prisme (8) de la face de réflexion (FR).
    12. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les stries de la face de sortie (FS), ou au moins une d'entre elles, ont chacune une forme courbe, notamment en arc de cercle.
    13. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les stries de la face de sortie (FS), ou au moins une d'entre elles, ont chacune une forme de prisme, notamment à facettes planes (25, 26).
    14. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon la revendication 13, caractérisé en ce que les prismes de la face de sortie (FS) est symétriques ou dissymétriques.
    15. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les stries (24) de la face de sortie (FS) comportent chacune une facette courbe (28) et une facette plane (27).
    16. Dispositif d'éclairage ou de signalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les stries (24) de la face de sortie (FS) sont contiguës ou non contiguës.
    17. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque strie de la face de sortie (FS) forme un angle de strie (K) avec un axe (X) du guide optique, de l'ordre de 1 à 30°.
    18. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux sources lumineuses placées chacune à une extrémité du guide optique.
    19. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs guides optiques ayant une intersection commune, au moins une source lumineuse étant située à ce point d'intersection.
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