EP2679884A1 - Dispositif optique de véhicule automobile à éléments dioptriques intégrés au conduit de lumière - Google Patents

Dispositif optique de véhicule automobile à éléments dioptriques intégrés au conduit de lumière Download PDF

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EP2679884A1
EP2679884A1 EP13171993.2A EP13171993A EP2679884A1 EP 2679884 A1 EP2679884 A1 EP 2679884A1 EP 13171993 A EP13171993 A EP 13171993A EP 2679884 A1 EP2679884 A1 EP 2679884A1
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EP
European Patent Office
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light
optical device
optical
light pipe
facet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13171993.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Albou
Jean-Claude Puent
Antoine De Lamberterie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of EP2679884A1 publication Critical patent/EP2679884A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
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    • F21S41/24—Light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
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    • 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
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    • F21S43/40—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the combination of reflectors and refractors

Definitions

  • the invention relates to the field of a motor vehicle optical device, in particular an optical signaling and / or lighting device, comprising a first light source and a light pipe arranged to conduct light from the first light source. in the form of a beam with substantially parallel radii.
  • the subject of the invention is more particularly such an optical device in which the light pipe comprises a rear face forming at least one reflecting facet arranged to return a portion of the beam substantially along an optical axis of the light pipe and a front face through which light, after return by reflection on the facets, out of the light pipe substantially along the optical axis.
  • the document GB2320562A discloses an optical device in which a collimator concentrates the light rays emitted by a light source, so that the substantially parallel ray beam thus generated is directed into an entrance face of a thin plate-shaped light pipe provided with a plurality of reflecting facets. Through a front face of the light pipe, the light rays emerge from the conduit after being returned by the facets. There are no dioptric elements suitable for the construction of a single beam of predetermined light distribution.
  • the document FR2514105A1 describes a similar solution, in which the optical device essentially comprises three functional assemblies: light flux concentration means, a light pipe in the form of a single transparent bar, and a set of lenses attached in front, along the axis optical (direction of illumination), of the front face of exit of the bar.
  • the flux concentration assembly disposed in the longitudinal axis of the bar, consists essentially of a light source and an elliptical reflector or mirror.
  • the light source is constituted by the filament or the arc of a car lamp.
  • the set of lenses can be made in the form of a unitary unit constituting the mirror of the projector.
  • the convergent lenses have axes substantially parallel to the emission direction and are arranged in optical cooperation relation with reflecting facets (which are at the focus of the lenses) formed by recesses at the rear of the bar so that these lenses project into this direction, images corresponding to the facets.
  • These two known devices thus comprise a real light source, means for concentrating the light radiation coming from this source onto the input end of a light pipe provided with a plurality of reflecting facets constituting as many virtual light sources and cooperating with a plurality of homologous dioptric elements to form a set of elementary beams that merge into a single beam.
  • a real light source means for concentrating the light radiation coming from this source onto the input end of a light pipe provided with a plurality of reflecting facets constituting as many virtual light sources and cooperating with a plurality of homologous dioptric elements to form a set of elementary beams that merge into a single beam.
  • the object of the present invention is to provide an optical device for a motor vehicle, in particular an optical signaling and / or lighting device, which overcomes the disadvantages listed above.
  • Each reflective facet can reflect the rays completely.
  • the light pipe may be a single piece or part of the same piece, for example obtained by molding a thermoformable material preferably having a refractive index greater than ⁇ 2.
  • the device may comprise at least one optical system, in particular a collimator, concentrating at least a portion of the light rays emitted by at least the first light source so as to generate the substantially parallel beam.
  • the optical system may be shaped in an entrance face of the light pipe.
  • the device may include a plurality of optical systems associated with different light sources.
  • the first light source or the light sources each comprise for example each at least one light emitting diode.
  • Each dioptric element may comprise at least a fraction of an oval of Descartes.
  • each dioptric element may comprise a plurality of Descartes oval fractions arranged in the manner of a Fresnel lens.
  • the dimensions of a given dioptric element, perpendicular to the optical axis, may be substantially equal to those of the associated reflecting facet.
  • the front face may be shaped into at least one dioptric element on the one hand distinct from said at least one dioptric element optically associated with each reflecting facet and secondly optically cooperating with at least one second light source, the first and second sources emitting light rays providing different functions.
  • the front face of the light pipe may form generally an angle relative to the perpendicular to the optical axis.
  • the light pipe may be configured so that the light emitted by the first light source exits the light pipe through its front face in the form of a cut-off beam.
  • the light pipe may comprise at least one cover adapted to the desired cut-off shape, arranged on the optical path between at least one reflecting facet and the associated dioptric element, in particular directly on the reflecting facet.
  • the dioptric element associated with at least one reflecting facet may be configured so as to induce a deflection of the beam passing therethrough adapted to the desired cutoff shape.
  • the invention relates to an optical device of a motor vehicle, in particular an optical signaling and / or lighting device of a motor vehicle.
  • the optical device essentially comprises an optical module comprising at least a first real light source 11 and a light pipe 10 described below, arranged to conduct light from the light source 11 in the form of a substantially parallel beam.
  • the optical device may also comprise an enclosure intended to enclose the optical module, this enclosure may in particular comprise a housing and a closure window of the housing, the said window being at least partially transparent or translucent so as to allow it to be released outside the enclosure the light rays themselves coming from a front face of the light pipe 10.
  • the figure 1 illustrates the principle of the optical module, with firstly the first light source 11 and secondly the light duct 10.
  • the light duct 10 is provided to drive in its material the light it receives at the level of an input face 12 along a longitudinal axis X.
  • At least one optical system is provided, in particular a collimator 13, concentrating at least a portion of the light rays emitted by at least the first light source 11 so as to generate the beam at substantially parallel rays.
  • the optical system may preferably be shaped in the input face 12 of the light duct 10, but may nevertheless be formed by an optical element independent of the light duct 10.
  • the flux-concentration optical system is in particular configured so as to generate a ray beam substantially parallel to each other in which all the rays form an angle less than 20 degrees with respect to the longitudinal axis, the term "substantially” corresponding here to this angular limitation of the rays in an aperture cone of 20 degrees.
  • the beam thus generated by the collimator 13 is directed into the material of the light pipe 10, for example according to the orientation of the longitudinal axis X. It is possible, however, with reference to the five embodiments of the Figures 4 to 8 , to provide that the generated beam is directed in the material of the light conduit 10 in an orientation different from its longitudinal axis X, including providing a reflecting surface 14. For example, the generated beam is directed perpendicular to the longitudinal axis X of the light pipe 10, the reflecting face 14 then being disposed obliquely at 45 degrees with respect to the orientation of the generated beam and the X axis.
  • the light pipe 10 comprises a rear face 15 forming at least one reflecting facet 16 i , advantageously several, arranged to return an incident portion of the beam substantially parallel radii, substantially along an optical axis E of the light pipe 10.
  • the axis optical E corresponds to the general direction of illumination of the optical device, and coincides in particular with the longitudinal axis of the motor vehicle.
  • the light pipe 10 comprises three stepped recesses staggered along the optical axis E while advancing along the longitudinal axis X, so as to delimit three reflecting facets 16 1 , 16 2 and 16 3 .
  • the elementary beam emitted by each of the facets 16 i following the reflection incorporates substantially parallel radii between them, all the radii forming an angle less than 20 degrees with respect to the optical axis E, the term "substantially” corresponding here to this angular limitation of the radii in a 20 degree opening cone .
  • the longitudinal axis X and the optical axis E are horizontal, so that each of the reflecting facets, for example of planar shape, is a vertical plane oriented obliquely, for example at 45 degrees, with respect to the longitudinal axis X.
  • the optical axis E is then oriented perpendicularly to the longitudinal axis X.
  • the refractive index of the material of the reflecting facets it is possible to provide a different inclination of 90 degrees between the longitudinal axis X and the optical axis E.
  • the reflecting facets 16 i have an inclination relative to the X axis different from 45 degrees in order to reflect a light beam in the optical axis E.
  • the light pipe 10 may adopt a rod shape generally elongated along the longitudinal axis X or plate having a length along the longitudinal axis X and a width included in the plane (X, E) substantially greater than the thickness of the bar or plate counted perpendicular to the plane (X, E).
  • the light pipe 10 is for example flat but can also be curved.
  • the thickness is less than the other two dimensions, in particular a dimension less than one-third of each of the other dimensions, preferably a dimension less than one fifth of each of the other two dimensions.
  • the width according to E is a dimension for example less than one-third of the dimension along X, or even less than one-third.
  • Each reflecting facet 16 i works advantageously in total reflection so as to completely reflect the incident rays, for example in providing a material of the reflective facets having a refractive index greater than ⁇ 2
  • a reflective coating may be provided.
  • the light pipe 10 comprises a front face 17 formed in at least one dioptric element 18 i optically associated with each reflecting facet 16 i , through which the light rays emerge from the light pipe 10 after returning by the facet reflective 16 i associated.
  • the rear and front faces 15, 17 are facing each other in the direction of the optical axis E.
  • the front face 17 is for example oriented perpendicular to the optical axis E.
  • the front face 17 of the light duct 10 may generally form an angle ⁇ relative to the perpendicular to the optical axis E, so as to adopt an oblique orientation depending on the aesthetic requirements and structural constraints, for example.
  • the beams leaving the front face 17 of the light pipe 10 are then intended to pass through the eventual closing window of the enclosure enclosing the optical module.
  • the front face 17 comprises, integrally formed in its wall mass, at least one dioptric element 18 i disposed in optical cooperation with each facet 16 i .
  • the front face 17 comprises three dioptric elements respectively 18 1, 18 2 , 18 3 , associated respectively with the three facets 16 1 , 16 2 , 16 3 .
  • the light rays coming from a given reflecting facet thus leave the light conduit 10 through the dioptric element which is associated with said facet.
  • each dioptric element 18 i is configured so as to be stigmatic between a point in the material of the light pipe 10 situated in the immediate vicinity of the center O i (i varying from 1 to 3 in FIG. the top of the reflecting facet 16 i associated (the height of the points O i above the lower face of the guide can vary between the facets) and a point at infinity towards the front of the optical device substantially in the direction of the optical axis E.
  • "Immediately close” means in particular a difference in position between the focus of the diopter and the actual center of the facet which is less than one-tenth of the distance along E separating the facet to the element 18 corresponding.
  • the geometric axes L i (i varying from 1 to 3 on the figure 1 ) dioptric elements 18 i are offset from each other along the X axis as a function of the offset between the facets 16 i associated but also according to the respective orientations of the facets, they may possibly vary from one facet to the other.
  • the axes L i of the dioptric elements are all substantially parallel to the optical axis E.
  • a maximum angular range is less than 5 °, at most 10 °.)
  • a dioptric element 18 i is considered to have such a stigmatism if any beam coming from the point in the material of the light pipe 10 located in the immediate vicinity of the center O i of the reflecting facet 16 i gives the output of the dioptric element 18 i a beam converging at an image point located at infinity.
  • any ray emitted by the point in the material of the light duct 10 situated in the immediate vicinity of the center O i of the reflecting facet 16 i gives, after the crossing of the dioptric element 16 i, a light ray whose support line is concurrent with all the other supporting lines (those of the other rays emitted and after crossing the dioptric element) in the same image point located at infinity.
  • the ratio between the distance separating the point in the material of the light pipe 10 located in the immediate vicinity of the center O i of the reflecting facet 16 i and the dioptric element 18 i of a part, and the distance separating the dioptric element 18 i and the image point on the other hand, must be greater than a high threshold value, for example of the order of 100.
  • a high threshold value for example of the order of 100.
  • an image point located 25 meters from the front panel 17 is considered as an image point at infinity (even 10 meters in the case of an optical signaling device).
  • the plurality of facets 16 i constitute as many virtual light sources and cooperate with a plurality of dioptric elements 18 i to form a set of elementary beams that merge into a single beam after the dioptric elements 18 i have passed through. .
  • the reflected elementary beams are taken up by the associated dioptric elements 18 i which project the corresponding output light beams towards the front of the optical device.
  • the elementary beams emitted by the virtual light sources formed by the reflecting facets 16 i are directly intercepted by the dioptric elements 18 i , that is to say without any crossing. optical organ or intermediate diopter.
  • the condition of stigma is exaggerated on the figure 1 , by accentuating the angle formed between any light beam upstream of the dioptric element 18 i and the radius (in the form of arrow) corresponding downstream following the crossing of the dioptric element 18 i .
  • This angle depends on the misalignment between the incident ray on the dioptric element 18 i and the geometric axis L i of the dioptric element.
  • Any dioptric element 18 i as defined above may, in addition, be configured so as to induce a general deflection of the beam passing therethrough, so that an angle is present between the elementary beam originating from the facet 16 i and the light beam output of the dioptric element 18 i .
  • the direction in which the dioptric element 18 i is stigmatic at infinity forms an angle (in particular less than 10 °) with respect to the optical axis E.
  • the dimensions of a given dioptric element 18 i , perpendicular to the optical axis E, are advantageously substantially equal to those of the associated reflecting facet 16 i .
  • the integration of the dioptric elements 18 i directly on the front face 17 of the light duct 10 makes it possible to reduce the focal length of the dioptric elements with respect to the prior art, because of the small divergence of the rays of the elementary beams. following the passage in the collimator 13 input, it is advantageously not necessary to provide a size of the dioptric element substantially greater than the size of the facet.
  • the light pipe 10 is advantageously a one-piece piece or part of the same piece, for example obtained by molding a thermoformable material preferably having a refractive index greater than ⁇ 2 to ensure total light reflections within it. This makes it possible to dispense with centering and relative positions of different sets constituting the optical device. It remains possible to provide that the light pipe 10 is formed by an assembly between them along the longitudinal axis X of assemblable sub-modules where each comprises at least one reflecting facet 16 i and an associated dioptric element 18 i .
  • the connecting walls 21 connecting the reflecting facets 16 i between them and the dioptric elements 18 i between them along the X axis can be of longitudinal dimensions significantly smaller than those of the facets (see Figures 1 and 2 ) or the same order of magnitude (see Figures 4 and 5 ) or even significantly higher (see figure 6 ).
  • the incidence on the light output is very low because all the beams led inside the light pipe 10 are substantially parallel radii and because the light is guided in total reflection by the parallel walls to X (including the upper and lower walls and the connecting walls behind or before the duct).
  • Each dioptric element 18 i advantageously comprises at least a fraction of an oval of Descartes, presenting an aesthetic appearance and an original style.
  • Such general unitary shapes of dome or ball, are schematized on the figures 1 , 7 and 8 .
  • F ' is located at infinity in front of the optical device along the optical axis E, for example at a screen at 25 meters (or 10 meters) while F is at the point in the material of the light pipe 10 located in the immediate vicinity of the center O i of the reflecting facet 16 i
  • u is the refractive index of the material of the light pipe 10
  • v is equal to 1.
  • each dioptric element 18 i may comprise a plurality of unit fractions whose section is an oval of Descartes arranged in the manner of a Fresnel lens.
  • the first light source 11 can partially or completely ensure a first signaling function or lighting.
  • the optical device comprises at least a second light source 19 for partially or completely providing at least a second signaling function or lighting.
  • the first and second light sources 11, 19 can therefore be activated independently of one another and / or can emit lights of different colors.
  • the first and second light sources can provide partially or completely a single signaling or lighting function.
  • the first and second sources are in this case activated simultaneously.
  • Each of the second light sources 19 is defined as emitting light beams that are not reflected by the facets 16 i , but instead are for example directly transmitted parallel to the optical axis E.
  • each of the second sources 19 it is associated at least one dioptric element 20 arranged in optical cooperation with the associated light source 19.
  • the dioptric elements 20 (for example of the Fresnel lens type) may be of a different nature from that of the dioptric elements 18 i (for example of the type having a cross-section oval of Descartes).
  • the dioptric elements 20 are advantageously integrally formed in the mass of the wall of the front face 17 of the light pipe 10, for the same reasons as the dioptric elements 18 i .
  • the second sources 19 may each provide an optical system, including a collimator, for concentrating the flux and generating a ray beam substantially parallel to each other (included in a cone of 20 degrees).
  • the associated optical systems can be formed directly in the rear face 15 of the duct 10 (at the connecting walls which connect the reflecting facets 16 i ) with reference to the figure 7 , or else be integral with an optical member 22 attached to the rear face 15 of the duct 10 with reference to FIG. figure 8 .
  • the front face 17 is shaped into at least one dioptric element 20 on the one hand distinct from the dioptric elements 16 i optically associated with the reflecting facets 16 i and on the other hand cooperating optically with one of said at least one second light source 19, the first and second sources 11, 19 emitting light rays providing different functions.
  • the optical device comprises several flow-concentration optical systems, each of which is for example a collimator, associated with different light sources.
  • the collimator 13 is associated with the first light source 13 and a collimator is respectively associated with each of the second sources 19.
  • the first light source 11 or the light sources 19 advantageously comprise each at least one light-emitting diode, which makes it possible to obtain the light pipe 10 by molding, making the solution simple, economical, light and easy to obtain, and facilitating the supply of dioptric elements 18 i in the form of oval fractions of Descartes.
  • each reflecting facet 16 i gives on a screen, through the associated dioptric element 18 i an image corresponding to the input flux received by the facet and projected substantially along the optical axis E, the virtual image given by each facet having a width proportional to the dimension along X of the facet and a height proportional to the height of the facet in the direction of the thickness (perpendicular to the plane (X, E)).
  • the ratio of proportionality depends on the focal length of each of the dioptric elements 18 i . The closer the facet is to the associated dioptric element (so the smaller the focal length), the larger the given image (equal facet size).
  • the different elementary beams merge into a single emission beam.
  • the photometric grid projected by the light pipe of the figure 2 along the optical axis E is schematized on the figure 3 .
  • the three facets 16 1 , 16 2 and 16 3 have the same height h but, unlike the mode of the figure 1 , the dimension e 1 according to X of the facet 16 1 is greater than that e 2 of the facet 16 2 , itself greater than that e 3 of the facet 16 3 .
  • the image i 3 of the facet 16 3 thus has a height greater than that of the image i 2 of the facet 16 2 , itself greater than that of the image i 1 of the facet 16 1 .
  • the ratios between the dimensions e 1 , e 2 and e 3 are such that the image i 3 of the facet 16 3 has a width less than that of the image i 2 of the facet 16 2 , itself lower than that of the image i 1 of the facet 16 1 .
  • the dioptric elements 18 1 to 18 3 are configured so that the deviations experienced by the beams passing through them are such that the images i 1 , i 2 and i 3 are aligned by their lower edges.
  • the optical device according to the invention proposes numerous parameters on which it is possible to play to easily construct almost any type of predetermined and accurate light distribution beam with good efficiency.
  • the invention facilitates the construction of a cut-off beam in the case of a dipped-beam type of illumination function for example.
  • the light pipe 10 can advantageously be configured so that the light emitted by the first light source 11 leaves the light pipe 10 through its front face 17 in the form of a beam at break.
  • the dioptric element 18 i associated with at least one reflecting facet 16 i can be configured to induce a general deflection of the beam through the adapted to the desired cutoff shape.
  • the light pipe 10 may comprise at least one cover adapted to the desired cut-off shape, arranged on the optical path between at least one reflecting facet 16 i and the dioptric element 18 i associated therewith.
  • a cover is for example provided at the time of molding of the one-piece piece so as to be disposed in particular directly on the reflecting facet 16 i .

Abstract

Un dispositif optique d'un véhicule automobile comprend une première source lumineuse (11) et un conduit de lumière (10) agencé pour conduire de la lumière provenant de la source lumineuse sous forme d'un faisceau à rayons sensiblement parallèles. Le conduit de lumière comprend une face arrière (15) formant au moins une facette réfléchissante (16 i ) agencée pour renvoyer une partie du faisceau sensiblement suivant un axe optique (E) du conduit de lumière. Il comprend aussi une face avant (17) conformée en au moins un élément dioptrique (18 i ) associé optiquement à chaque facette réfléchissante, à travers lequel la lumière sort du conduit de lumière après renvoi par la facette réfléchissante associée. Chaque élément dioptrique est configuré de sorte à être stigmatique entre un point dans la matière du conduit de lumière situé à proximité immédiate du centre (O i ) de la facette réfléchissante associée et un point situé à l'infini.

Description

  • L'invention concerne le domaine d'un dispositif optique de véhicule automobile, notamment un dispositif optique de signalisation et/ou d'éclairage, comprenant une première source lumineuse et un conduit de lumière agencé pour conduire de la lumière provenant de la première source lumineuse sous forme d'un faisceau à rayons sensiblement parallèles.
  • L'invention a pour objet plus particulièrement un tel dispositif optique dans lequel le conduit de lumière comprend une face arrière formant au moins une facette réfléchissante agencée pour renvoyer une partie du faisceau sensiblement suivant un axe optique du conduit de lumière et une face avant à travers laquelle la lumière, après renvoi par réflexion sur les facettes, sort du conduit de lumière sensiblement suivant l'axe optique.
  • De telles solutions ont déjà été développées pour limiter l'encombrement en profondeur suivant l'axe optique.
  • Pour assurer une fonction de signalisation, le document GB2320562A décrit un dispositif optique dans lequel un collimateur concentre les rayons lumineux émis par une source lumineuse, de sorte que le faisceau à rayons sensiblement parallèles ainsi généré est dirigé dans une face d'entrée d'un conduit de lumière en forme de plaque de faible épaisseur, muni d'une pluralité de facettes réfléchissantes. A travers une face avant du conduit de lumière, les rayons lumineux sortent du conduit après avoir été renvoyés par les facettes. Il n'y a pas d'éléments dioptriques adaptés à la construction d'un faisceau unique de répartition lumineuse prédéterminée.
  • Pour assurer une fonction d'éclairage de type projecteur de véhicule automobile, le document FR2514105A1 décrit une solution ressemblante, dans laquelle le dispositif optique comprend essentiellement trois ensembles fonctionnels : des moyens de concentration de flux lumineux, un conduit de lumière sous forme d'un unique barreau transparent, et un ensemble de lentilles rapporté en devant, suivant l'axe optique (direction d'éclairement), de la face avant de sortie du barreau. L'ensemble de concentration de flux, disposé dans l'axe longitudinal du barreau, est constitué essentiellement d'une source lumineuse et d'un réflecteur ou miroir elliptique. La source lumineuse est constituée par le filament ou l'arc d'une lampe automobile. L'ensemble des lentilles peut être réalisé sous la forme d'un ensemble unitaire constituant la glace du projecteur. Les lentilles convergentes ont des axes sensiblement parallèles à la direction d'émission et sont disposées en relation de coopération optique avec des facettes réfléchissantes (qui sont au foyer des lentilles) formés par des décrochements à l'arrière du barreau pour que ces lentilles projettent dans cette direction, des images correspondant aux facettes.
  • Ces deux dispositifs connus comprennent ainsi une source lumineuse réelle, des moyens pour concentrer le rayonnement lumineux issu de cette source sur l'extrémité d'entrée d'un conduit de lumière muni d'une pluralité de facettes réfléchissantes constituant autant de sources lumineuses virtuelles et coopérant avec une pluralité d'éléments dioptriques homologues pour constituer un ensemble de faisceaux élémentaires venant se fondre en un faisceau unique. Par l'aménagement des lentilles en dehors du conduit et d'éventuels caches dans le conduit, seul le dispositif décrit dans le document FR2514105A1 permet la construction d'un faisceau unique de répartition lumineuse prédéterminée, notamment un faisceau à coupure pour feu de croisement par exemple.
  • Mais ces solutions présentent les inconvénients principaux suivants :
    • un poids élevé en raison de l'utilisation de lentilles en un matériau (verre) pour résister à la thermique des sources lumineuses,
    • une complexité et un coût importants, une difficulté d'obtention et d'assemblage, en raison du nombre de pièces utilisées,
    • une ouverture élevée des faisceaux due à la présence de l'ensemble des lentilles rapporté en devant de la face avant du conduit,
    • une construction délicate d'un faisceau de répartition lumineuse prédéterminée précis et à bon rendement,
    • la nécessité de centrages et de positionnements relatifs des différents ensembles constitutifs du dispositif optique,
    • une difficulté pour satisfaire différentes fonctions éventuelles à réaliser par le dispositif optique,
    • la médiocrité du style et de l'esthétique d'aspect.
  • Dans le domaine de la signalisation, tout comme dans celui de l'éclairage, de nombreuses contraintes réglementaires laissent peu de place pour modifier l'aspect des feux à l'état allumé, puisque la photométrie des faisceaux lumineux est imposée dans une très large mesure. Cependant, le style et l'esthétique sont des données très importantes pour ce type de produit, et les équipementiers automobiles cherchent à donner une "signature" à leurs produits, pour qu'ils soient aisément identifiables par l'utilisateur final.
  • Le but de la présente invention est de proposer un dispositif optique de véhicule automobile, notamment un dispositif optique de signalisation et/ou d'éclairage, qui remédie aux inconvénients listés ci-dessus.
  • Notamment, l'invention propose la réalisation d'un dispositif optique :
    • ayant un aspect esthétique et un style original,
    • simple et peu onéreux,
    • léger,
    • facile à obtenir et à assembler,
    • ayant une ouverture faible des faisceaux de sortie,
    • facilitant la construction d'un faisceau de répartition lumineuse prédéterminée précis et à bon rendement,
    • s'affranchissant de centrages et de positionnements relatifs de différents ensembles constitutifs du dispositif optique,
    • et permettant de satisfaire différentes fonctions éventuelles à réaliser par le dispositif optique.
  • A cet effet, il est proposé un dispositif optique d'un véhicule automobile, notamment dispositif optique de signalisation et/ou d'éclairage d'un véhicule automobile, comprenant une première source lumineuse et un conduit de lumière agencé pour conduire de la lumière provenant de la source lumineuse sous forme d'un faisceau à rayons sensiblement parallèles, le conduit de lumière comprenant :
    • une face arrière formant au moins une facette réfléchissante agencée pour renvoyer une partie du faisceau sensiblement suivant un axe optique du conduit de lumière,
    • une face avant conformée en au moins un élément dioptrique associé optiquement à chaque facette réfléchissante, à travers lequel la lumière sort du conduit de lumière après renvoi par la facette réfléchissante associée,
    • chaque élément dioptrique étant configuré de sorte à être stigmatique entre un point dans la matière du conduit de lumière situé à proximité immédiate du centre de la facette réfléchissante associée et un point situé à l'infini.
  • Chaque facette réfléchissante peut réfléchir totalement les rayons.
  • Le conduit de lumière peut être une pièce monobloc ou venue d'une même pièce, par exemple obtenue par moulage d'un matériau thermo-formable ayant préférentiellement un indice de réfraction supérieur à √2.
  • Le dispositif peut comprendre au moins un système optique, notamment un collimateur, concentrant au moins une partie des rayons lumineux émis par au moins la première source lumineuse de sorte à générer le faisceau à rayons sensiblement parallèles.
  • Le système optique peut être conformé dans une face d'entrée du conduit de lumière.
  • Le dispositif peut comprendre plusieurs systèmes optiques associés à différentes sources lumineuses.
  • La première source lumineuse ou les sources lumineuses comprennent par exemple chacune au moins une diode électroluminescente.
  • Chaque élément dioptrique peut comprendre au moins une fraction d'un ovale de Descartes. Notamment, chaque élément dioptrique peut comprendre une pluralité de fractions d'ovales de Descartes agencées à la manière d'une lentille de Fresnel.
  • Les dimensions d'un élément dioptrique donné, perpendiculairement à l'axe optique, peuvent être sensiblement égales à celles de la facette réfléchissante associée.
  • La face avant peut être conformée en au moins un élément dioptrique d'une part distinct dudit au moins un élément dioptrique associé optiquement à chaque facette réfléchissante et d'autre part coopérant optiquement avec au moins une deuxième source lumineuse, les première et deuxième sources émettant des rayons lumineux assurant des fonctions différentes.
  • La face avant du conduit de lumière peut former globalement un angle par rapport à la perpendiculaire à l'axe optique.
  • Le conduit de lumière peut être configuré de sorte que la lumière émise par la première source lumineuse sorte du conduit de lumière par sa face avant sous forme d'un faisceau à coupure.
  • Le conduit de lumière peut comprendre au moins un cache adapté à la forme de coupure désirée, disposé sur le trajet optique entre au moins une facette réfléchissante et l'élément dioptrique associé, notamment directement sur la facette réfléchissante.
  • Alternativement, l'élément dioptrique associé à au moins une facette réfléchissante peut être configuré de sorte à induire une déviation du faisceau le traversant adaptée à la forme de coupure désirée.
  • D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue partielle schématique en coupe dans un plan horizontal du principe d'un dispositif optique selon l'invention,
    • la figure 2 est une vue arrière d'un autre dispositif optique selon l'invention,
    • la figure 3 est un exemple de grille photométrique obtenue pour le faisceau unique de sortie avec le dispositif de la figure 2,
    • les figures 4 à 8 sont des vues partielles schématiques en coupe dans un plan horizontal de cinq autres modes de réalisation de dispositifs optiques selon l'invention.
  • L'invention concerne un dispositif optique d'un véhicule automobile, notamment un dispositif optique de signalisation et/ou d'éclairage d'un véhicule automobile.
  • Le dispositif optique comprend essentiellement un module optique comprenant au moins une première source lumineuse 11 réelle et un conduit de lumière 10 décrit plus loin, agencé pour conduire de la lumière provenant de la source lumineuse 11 sous forme d'un faisceau à rayons sensiblement parallèles. Le dispositif optique peut également comprendre une enceinte destinée à renfermer le module optique, cette enceinte pouvant notamment comprendre un boîtier et une glace de fermeture du boîtier, ladite glace étant au moins partiellement transparente ou translucide pour permettre de laisser sortir en dehors de l'enceinte les rayons lumineux eux-mêmes issus d'une face avant du conduit de lumière 10.
  • La figure 1 illustre le principe du module optique, avec d'une part la première source lumineuse 11 et d'autre part le conduit de lumière 10. Le conduit de lumière 10 est prévu pour conduire dans sa matière la lumière qu'il reçoit au niveau d'une face d'entrée 12 selon un axe longitudinal X. Il est prévu au moins un système optique, notamment un collimateur 13, concentrant au moins une partie des rayons lumineux émis par au moins la première source lumineuse 11 de sorte à générer le faisceau à rayons sensiblement parallèles. Le système optique peut être préférentiellement conformé dans la face d'entrée 12 du conduit de lumière 10 mais peut toutefois être formé par un organe optique indépendant du conduit de lumière 10.
  • Le système optique à concentration de flux est notamment configuré de sorte à générer un faisceau à rayons sensiblement parallèles entre eux dans lequel tous les rayons forment un angle inférieur à 20 degrés par rapport à l'axe longitudinal, le terme « sensiblement » correspondant ici à cette limitation angulaire des rayons dans un cône d'ouverture de 20 degrés.
  • Le faisceau ainsi généré par le collimateur 13 est dirigé dans la matière du conduit de lumière 10, par exemple selon l'orientation de l'axe longitudinal X. Il est possible toutefois, en référence aux cinq modes de réalisation des figures 4 à 8, de prévoir que le faisceau généré soit dirigé dans la matière du conduit de lumière 10 selon une orientation différente de son axe longitudinal X, en prévoyant notamment un face réfléchissante 14. Par exemple, le faisceau généré est dirigé perpendiculairement à l'axe longitudinal X du conduit de lumière 10, la face réfléchissante 14 étant alors disposée en oblique à 45 degrés par rapport à l'orientation du faisceau généré et à l'axe X.
  • Le conduit de lumière 10 comprend une face arrière 15 formant au moins une facette réfléchissante 16i, avantageusement plusieurs, agencée pour renvoyer une partie incidente du faisceau à rayons sensiblement parallèles, sensiblement suivant un axe optique E du conduit de lumière 10. L'axe optique E correspond à la direction générale d'éclairement du dispositif optique, et coïncide notamment avec l'axe longitudinal du véhicule automobile. Sur la figure 1, le conduit de lumière 10 comprend trois décrochements en escalier échelonnés selon l'axe optique E en avançant le long de l'axe longitudinal X, de sorte à délimiter trois facettes réfléchissantes 161, 162 et 163. De la même manière que pour le faisceau à rayons sensiblement parallèles incident sur les facettes réfléchissantes 16i, le faisceau élémentaire émis par chacune des facettes 16i suite à la réflexion incorpore des rayons sensiblement parallèles entre eux, tous les rayons formant un angle inférieur à 20 degrés par rapport à l'axe optique E, le terme « sensiblement » correspondant ici à cette limitation angulaire des rayons dans un cône d'ouverture de 20 degrés.
  • A titre d'exemple, l'axe longitudinal X et l'axe optique E sont horizontaux, de sorte que chacune des facettes réfléchissantes, par exemple de forme plane, est un plan vertical orienté obliquement, par exemple à 45 degrés, par rapport à l'axe longitudinal X. Par réflexion des rayons incidents, l'axe optique E est alors orienté perpendiculairement à l'axe longitudinal X. Toutefois, en fonction notamment de l'indice de réfraction du matériau des facettes réfléchissantes, il est possible de prévoir une inclinaison différente de 90 degrés entre l'axe longitudinal X et l'axe optique E. Nécessairement dans ce cas, les facettes réfléchissantes 16i présentent une inclinaison par rapport à l'axe X différente de 45 degrés pour pouvoir réfléchir un faisceau lumineux dans l'axe optique E.
  • Le conduit de lumière 10 peut adopter une forme de barreau globalement allongé suivant l'axe longitudinal X ou de plaque ayant une longueur suivant l'axe longitudinal X et une largeur incluse dans le plan (X, E) nettement supérieures à l'épaisseur du barreau ou de la plaque comptée perpendiculairement au plan (X, E). Le conduit de lumière 10 est par exemple plan mais peut aussi être galbé. L'épaisseur est inférieure aux deux autres dimensions, notamment une dimension inférieure au tiers de chacune des autres dimensions, de préférence, une dimension inférieure au cinquième de chacune des deux autres dimensions. La largeur selon E est une dimension par exemple inférieure au tiers de la dimension selon X, voire même inférieure au tiers.
  • Chaque facette réfléchissante 16i travaille avantageusement en réflexion totale de sorte à réfléchir totalement les rayons incidents, par exemple en prévoyant un matériau des facettes réfléchissantes ayant un indice de réfraction supérieur à √2 Il peut toutefois être prévu un revêtement réfléchissant.
  • Selon une caractéristique essentielle, le conduit de lumière 10 comprend une face avant 17 conformée en au moins un élément dioptrique 18i associé optiquement à chaque facette réfléchissante 16i, à travers lequel les rayons lumineux sortent du conduit de lumière 10 après renvoi par la facette réfléchissante 16i associée. Les faces arrière et avant 15, 17 sont en regard l'une de l'autre suivant la direction de l'axe optique E. La face avant 17 est par exemple orientée perpendiculairement à l'axe optique E. Toutefois, en référence à la figure 5, la face avant 17 du conduit de lumière 10 peut former globalement un angle α par rapport à la perpendiculaire à l'axe optique E, de sorte à adopter une orientation oblique en fonction des besoins esthétiques et des contraintes structurelles par exemple.
  • Les faisceaux sortant de la face avant 17 du conduit de lumière 10 sont ensuite destinés à traverser l'éventuelle glace de fermeture de l'enceinte renfermant le module optique.
  • La face avant 17 comprend, formés intégralement dans sa masse de paroi, au moins un élément dioptrique 18i disposé en situation de coopération optique avec chacune des facettes 16i. Dans l'exemple de la figure 1, la face avant 17 comprend trois éléments dioptriques respectivement 181, 182, 183, associés respectivement aux trois facettes 161, 162, 163. Les rayons lumineux issus d'une facette réfléchissante donnée sortent ainsi du conduit de lumière 10 au travers de l'élément dioptrique qui est associé à ladite facette.
  • Selon une caractéristique essentielle, chaque élément dioptrique 18i est configuré de sorte à être stigmatique entre un point dans la matière du conduit de lumière 10 situé à proximité immédiate du centre Oi (i variant de 1 à 3 sur la figue 1) en vue de dessus de la facette réfléchissante 16i associée (la hauteur des points Oi au dessus de la face inférieur du guide peut varier entre les facettes) et un point situé à l'infini en direction du devant du dispositif optique sensiblement selon la direction de l'axe optique E. Par « à proximité immédiate », on entend notamment un écart de position entre le foyer du dioptre et le centre réel de la facette qui est inférieur au dixième de la distance selon E séparant la facette à l'élément 18 correspondant. Les axes géométriques Li (i variant de 1 à 3 sur la figure 1) des éléments dioptriques 18i sont décalés les uns des autres selon l'axe X en fonction du décalage entre les facettes 16i associées mais également en fonction des orientations respectives des facettes, celles-ci pouvant éventuellement varier d'une facette à l'autre. Les axes Li des éléments dioptriques sont tous sensiblement parallèles à l'axe optique E. Une plage angulaire maximale est inférieure à 5°, au plus 10°.)
  • Un élément dioptrique 18i est considéré comme présentant un tel stigmatisme si tout faisceau issu du point dans la matière du conduit de lumière 10 situé à proximité immédiate du centre Oi de la facette réfléchissante 16i donne à la sortie de l'élément dioptrique 18i un faisceau convergeant en un point image situé à l'infini. Autrement dit, si tout rayon émis par le point dans la matière du conduit de lumière 10 situé à proximité immédiate du centre Oi de la facette réfléchissante 16i donne après la traversée de l'élément dioptrique 16i un rayon lumineux dont la droite support est concourante avec toutes les autres droites support (celles des autres rayons émis et après traversée de l'élément dioptrique) en un même point image situé à l'infini. Deux rayons différents, formant un angle entre eux au moment de l'émission par la source virtuelle que constitue la facette 16i, à proximité du centre Oi, traversent l'élément dioptrique 18i en subissant une déviation différente dépendant de leur angle d'incidence. Toutefois, en raison de cette condition de stigmatisme, les déviations respectives de ces deux rayons sont telles qu'en aval de l'élément dioptrique 18i, ils convergent vers un même point image situé à l'infini suivant l'axe géométrique Li de l'élément dioptrique 18i. Par « infini », il convient de comprendre que le rapport entre la distance séparant le point dans la matière du conduit de lumière 10 situé à proximité immédiate du centre Oi de la facette réfléchissante 16i et l'élément dioptrique 18i d'une part, et la distance séparant l'élément dioptrique 18i et le point image d'autre part, doit être supérieur à une valeur seuil élevée, par exemple de l'ordre de 100. Par exemple un point image situé à 25 mètres de la face avant 17 est considéré comme un point image à l'infini (voire 10 mètres dans le cas d'un dispositif optique de signalisation).
  • Avec la disposition précitée, la pluralité de facettes 16i constituent autant de sources lumineuses virtuelles et coopèrent avec une pluralité d'éléments dioptriques 18i pour constituer un ensemble de faisceaux élémentaires venant se fondre en un faisceau unique après la traversée des éléments dioptriques 18i.
  • Le flux lumineux issu de la première source de lumière réelle 11, concentré par le collimateur 13, pénètre dans le conduit de lumière 10 par la face d'entrée 12 et s'y trouve réfléchi, dans un régime de réflexion totale, par les facettes 16i. Les faisceaux élémentaires réfléchis sont repris par les éléments dioptriques 18i associés qui projettent vers l'avant du dispositif optique les faisceaux lumineux de sortie correspondants. Les faisceaux élémentaires émis par les sources lumineuses virtuelles formées par les facettes réfléchissantes 16i sont directement interceptés par les éléments dioptriques 18i, c'est-à-dire sans aucune traversée d'organe optique ou dioptre intermédiaire. La condition de stigmatisme est exagérée sur la figure 1, en accentuant l'angle formé entre tout rayon lumineux en amont de l'élément dioptrique 18i et le rayon (sous forme de flèche) correspondant en aval suite à la traversée de l'élément dioptrique 18i. Cet angle dépend du désaxage entre le rayon incident sur l'élément dioptrique 18i et l'axe géométrique Li de l'élément dioptrique.
  • Tout élément dioptrique 18i tel que défini ci-dessus peut, en outre, être configuré de sorte à induire une déviation générale du faisceau le traversant, de sorte qu'un angle est présent entre le faisceau élémentaire issu de la facette 16i et le faisceau lumineux de sortie de l'élément dioptrique 18i. Dans ce cas, la direction dans laquelle l'élément dioptrique 18i est stigmatique à l'infini forme un angle (notamment inférieur à 10°) par rapport à l'axe optique E.
  • Avec une telle disposition, les dimensions d'un élément dioptrique 18i donné, perpendiculairement à l'axe optique E, sont avantageusement sensiblement égales à celles de la facette réfléchissante 16i associée. En effet, l'intégration des éléments dioptriques 18i directement sur la face avant 17 du conduit de lumière 10 permet de diminuer la distance focale des éléments dioptriques par rapport à l'art antérieur, En raison de la faible divergence des rayons des faisceaux élémentaires suite au passage dans le collimateur 13 en entrée, il n'est avantageusement pas besoin de prévoir une taille de l'élément dioptrique sensiblement supérieure à la taille de la facette.
  • Le conduit de lumière 10 est avantageusement une pièce monobloc ou venue d'une même pièce, par exemple obtenue par moulage d'un matériau thermo-formable ayant préférentiellement un indice de réfraction supérieur à √2 pour garantir des réflexions lumineuses totales en son sein. Ceci permet de s'affranchir de centrages et de positionnements relatifs de différents ensembles constitutifs du dispositif optique. Il reste possible de prévoir que le conduit de lumière 10 soit formé par un assemblage entre eux selon l'axe longitudinal X de sous-modules assemblables où chacun comprend au moins une facette réfléchissante 16i et un élément dioptrique 18i associé.
  • Les parois de liaison 21 raccordant les facettes réfléchissantes 16i entre elles et les éléments dioptriques 18i entre eux suivant l'axe X peuvent être de dimensions longitudinales nettement inférieures à celles des facettes (voir figures 1 et 2) ou du même ordre de grandeur (voir figures 4 et 5) voire nettement supérieures (voir figure 6). L'incidence sur le rendement lumineux est très faible en raison du fait que l'ensemble des faisceaux conduits à l'intérieur du conduit de lumière 10 sont à rayons sensiblement parallèles et du fait que la lumière est guidée en réflexion totale par les parois parallèles à X (y compris les parois supérieures et inférieures et les parois de liaison arrières ou avant du conduit).
  • Chaque élément dioptrique 18i comprend avantageusement au moins une fraction d'un ovale de Descartes, présentant un aspect esthétique et un style original. De telles formes générales unitaires de dôme ou de boule, sont schématisées sur les figures 1, 7 et 8. Un ovale de Descartes est un lieu de points M dont les distances MF et MF' à deux points fixes F et F' sont liés par une relation du type : u . MF + v . MFʹ = c
    Figure imgb0001
    avec la norme de u qui est différente de la norme de v (les cas limites de l'ellipse et de l'hyperbole sont donc exclus).
  • Dans le présent cas, F' est situé à l'infini en devant du dispositif optique suivant l'axe optique E, par exemple au niveau d'un écran à 25 mètres (ou 10 mètres) tandis que F est au point dans la matière du conduit de lumière 10 situé à proximité immédiate du centre Oi de la facette réfléchissante 16i, u est l'indice de réfraction du matériau du conduit de lumière 10 et v est égal à 1.
  • Alternativement, chaque élément dioptrique 18i peut comprendre une pluralité de fractions unitaires dont la section est un ovale de Descartes agencées à la manière d'une lentille de Fresnel. Ces dispositions sont schématisées par des stries sur les figures 4 à 6 notamment.
  • Les éléments dioptriques 18i destinés à être traversés par les faisceaux élémentaires issus des sources lumineuses virtuelles constituées par les facettes réfléchissantes 16i elles-mêmes éclairées par la première source lumineuse réelle 11 à travers le collimateur 13, permettent de satisfaire les exigences d'une première fonction optique à réaliser, de type signalisation ou éclairage. Autrement dit, la première source lumineuse 11 peut permettre d'assurer partiellement ou complètement une première fonction de signalisation ou d'éclairage.
  • En référence aux figures 7 et 8, il est possible de prévoir que le dispositif optique comprenne au moins une deuxième source lumineuse 19 permettant d'assurer partiellement ou complètement au moins une deuxième fonction de signalisation ou d'éclairage. Les première et deuxième sources lumineuses 11, 19 peuvent donc être activées indépendamment les unes des autres et/ou peuvent émettre des lumières de couleurs différentes.
  • Alternativement, la première et la deuxième sources lumineuses peuvent permettre d'assurer partiellement ou complètement une seule fonction de signalisation ou d'éclairage. Les première et deuxième sources sont dans ce cas activées simultanément.
  • Les fonctions d'éclairage ou de signalisation peuvent être choisies parmi la liste suivante par exemple :
    • éclairage de type feu de croisement ou feu de route,
    • signalisation diurne,
    • signalisation de changement de direction,
    • signalisation de freinage,
    • signalisation en cas de brouillard,
    • éclairage de recul,
    • éclairage intérieur,
    • éclairage participant au style du véhicule.
  • Chacune des deuxièmes sources lumineuses 19 est définie comme émettant des faisceaux lumineux qui ne sont pas réfléchis par les facettes 16i, mais sont au contraire par exemple directement émis parallèlement à l'axe optique E. Pour chacune des deuxièmes sources 19, il est associé au moins un élément dioptrique 20 disposé en coopération optique avec la source lumineuse 19 associée. Suivant la nature de la première et de ladite au moins une deuxième source lumineuse, les éléments dioptriques 20 (par exemple de type lentilles de Fresnel) peuvent être de nature différente de celle des éléments dioptriques 18i (par exemple de type cylindre à section en ovale de Descartes). Les éléments dioptriques 20 sont avantageusement formés intégralement dans la masse de la paroi de la face avant 17 du conduit de lumière 10, pour les mêmes raisons que les éléments dioptriques 18i. Les deuxièmes sources 19 peuvent prévoir chacune un système optique, notamment un collimateur, destiné à concentrer le flux et générer un faisceau à rayons sensiblement parallèles entre eux (inclus dans un cône de 20 degrés). Les systèmes optiques associés peuvent être formés directement dans la face arrière 15 du conduit 10 (au niveau des parois de liaison qui raccordent les facettes réfléchissantes 16i) en référence à la figure 7, ou bien être solidaires d'un organe optique 22 rapporté contre la face arrière 15 du conduit 10 en référence à la figure 8.
  • Ainsi, la face avant 17 est conformée en au moins un élément dioptrique 20 d'une part distinct des éléments dioptriques 16i associés optiquement aux facettes réfléchissantes 16i et d'autre part coopérant optiquement avec l'une desdites au moins une deuxième source lumineuse 19, les première et deuxième sources 11, 19 émettant des rayons lumineux assurant des fonctions différentes.
  • Il ressort de ce qui précède que le dispositif optique comprend plusieurs systèmes optiques à concentration de flux, chacun étant par exemple un collimateur, associés à différentes sources lumineuses. Le collimateur 13 est associé à la première source lumineuse 13 et un collimateur est respectivement associé à chacune des deuxièmes sources 19.
  • La première source lumineuse 11 ou les sources lumineuses 19 comprennent avantageusement chacune au moins une diode électroluminescente, ce qui favorise l'obtention du conduit de lumière 10 par moulage, rendant la solution simple, économique, légère et facile d'obtention, et facilitant la fourniture d'éléments dioptriques 18i sous forme de fractions d'ovales de Descartes.
  • En projection, chaque facette réfléchissante 16i donne sur un écran, à travers l'élément dioptrique 18i associé une image correspondant au flux d'entrée reçue par la facette et projetée sensiblement selon l'axe optique E, l'image virtuelle donnée par chaque facette ayant une largeur proportionnelle à la dimension selon X de la facette et une hauteur proportionnelle à la hauteur de la facette selon la direction de l'épaisseur (perpendiculairement au plan (X, E)). Le rapport de proportionnalité dépend de la distance focale de chacun des éléments dioptriques 18i. Plus la facette est proche de l'élément dioptrique associé (donc plus la distance focale est petite), plus l'image donnée est grande (à dimensions de facettes égales).
  • Les différents faisceaux élémentaires se fondent en un faisceau d'émission unique. En particulier, on peut faire en sorte que les images projetées en correspondance avec les différentes facettes soient superposées et/ou juxtaposées, avec des dimensions différentes.
  • En jouant sur la disposition des éléments dioptriques 18i (décalages entre eux, positions verticales des points Oi, plus ou moins décalés également par rapport aux axes des faisceaux élémentaires qu'ils interceptent), sur la distance focale de chacun des éléments dioptriques, sur la dimension selon X et/ou sur la hauteur et/ou sur l'orientation de chacune des facettes 16i, sur l'orientation et la valeur de l'éventuel angle de déviation générale à travers les éléments dioptriques, on peut réaliser facilement et précisément toute disposition d'éclairement, pour un éclairement global pour véhicule automobile.
  • La grille photométrique projetée par le conduit de lumière de la figure 2 selon l'axe optique E est schématisée sur la figure 3.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 2, les trois facettes 161, 162 et 163 ont une même hauteur h mais, à la différence du mode de la figure 1, la dimension e1 selon X de la facette 161 est supérieure à celle e2 de la facette 162, elle-même supérieure à celle e3 de la facette 163. L'image i3 de la facette 163 présente donc une hauteur supérieure à celle de l'image i2 de la facette 162, elle-même supérieure à celle de l'image i1 de la facette 161. Par contre, les rapports entre les dimensions e1, e2 et e3, en dépit des différences entre les distances focales et donc des différences de rapport de proportionnalité, sont tels que l'image i3 de la facette 163 présente une largeur inférieure à celle de l'image i2 de la facette 162, elle-même inférieure à celle de l'image i1 de la facette 161. En outre, les éléments dioptriques 181 à 183 sont configurés de sorte que les déviations subies par les faisceaux les traversant sont telles que les images i1, i2 et i3 sont alignées par leurs bords inférieurs.
  • Il résulte de ce qui précède que le dispositif optique selon l'invention propose de nombreux paramètres sur lesquels il est possible de jouer pour construire facilement à peu près n'importe quel type de faisceau de répartition lumineuse prédéterminée précis et à bon rendement.
  • Notamment, l'invention facilite la construction d'un faisceau à coupure dans le cas d'une fonction d'éclairage de type feu de croisement par exemple. En jouant sur l'ensemble des paramètres ci-dessus, le conduit de lumière 10 peut avantageusement être configuré de sorte que la lumière émise par la première source lumineuse 11 sort du conduit de lumière 10 par sa face avant 17 sous forme d'un faisceau à coupure. Notamment, l'élément dioptrique 18i associé à au moins une facette réfléchissante 16i peut être configuré de sorte à induire une déviation générale du faisceau le traversant adaptée à la forme de coupure désirée.
  • Alternativement ou en combinaison, le conduit de lumière 10 peut comprendre au moins un cache adapté à la forme de coupure désirée, disposé sur le trajet optique entre au moins une facette réfléchissante 16i et l'élément dioptrique 18i qui lui est associé. Un tel cache est par exemple prévu au moment du moulage de la pièce monobloc de sorte à être disposé notamment directement sur la facette réfléchissante 16i.

Claims (15)

  1. Dispositif optique d'un véhicule automobile, notamment dispositif optique de signalisation et/ou d'éclairage d'un véhicule automobile, comprenant une première source lumineuse (11) et un conduit de lumière (10) agencé pour conduire de la lumière provenant de la source lumineuse sous forme d'un faisceau à rayons sensiblement parallèles, le conduit de lumière comprenant :
    - une face arrière (15) formant au moins une facette réfléchissante (16i) agencée pour renvoyer une partie du faisceau sensiblement suivant un axe optique (E) du conduit de lumière,
    - une face avant (17) conformée en au moins un élément dioptrique (18i) associé optiquement à chaque facette réfléchissante, à travers lequel la lumière sort du conduit de lumière après renvoi par la facette réfléchissante associée,
    - chaque élément dioptrique étant configuré de sorte à être stigmatique entre un point dans la matière du conduit de lumière situé à proximité immédiate du centre (Oi) de la facette réfléchissante associée et un point situé à l'infini.
  2. Dispositif optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque facette réfléchissante réfléchit totalement les rayons.
  3. Dispositif optique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le conduit de lumière est une pièce monobloc ou venue d'une même pièce, par exemple obtenue par moulage d'un matériau thermo-formable ayant préférentiellement un indice de réfraction supérieur à √2.
  4. Dispositif optique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un système optique, notamment un collimateur (13), concentrant au moins une partie des rayons lumineux émis par au moins la première source lumineuse de sorte à générer le faisceau à rayons sensiblement parallèles.
  5. Dispositif optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système optique est conformé dans une face d'entrée (12) du conduit de lumière.
  6. Dispositif optique selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs systèmes optiques (13, 19) associés à différentes sources lumineuses (11, 19).
  7. Dispositif optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première source lumineuse (11) ou les sources lumineuses (19) comprennent chacune au moins une diode électroluminescente.
  8. Dispositif optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément dioptrique comprend au moins une fraction d'un ovale de Descartes.
  9. Dispositif optique selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque élément dioptrique comprend une pluralité de fractions d'ovales de Descartes agencées à la manière d'une lentille de Fresnel.
  10. Dispositif optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les dimensions d'un élément dioptrique donné, perpendiculairement à l'axe optique, sont sensiblement égales à celles de la facette réfléchissante associée.
  11. Dispositif optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face avant est conformée en au moins un élément dioptrique (20) d'une part distinct dudit au moins un élément dioptrique (18i) associé optiquement à chaque facette réfléchissante (16i) et d'autre part coopérant optiquement avec au moins une deuxième source lumineuse (19), les première (11) et deuxième sources (19) émettant des rayons lumineux assurant des fonctions différentes.
  12. Dispositif optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face avant du conduit de lumière forme globalement un angle (α) par rapport à la perpendiculaire à l'axe optique.
  13. Dispositif optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit de lumière est configuré de sorte que la lumière émise par la première source lumineuse (11) sort du conduit de lumière par sa face avant (17) sous forme d'un faisceau à coupure.
  14. Dispositif optique selon la revendication 13, caractérisé en ce que le conduit de lumière comprend au moins un cache adapté à la forme de coupure désirée, disposé sur le trajet optique entre au moins une facette réfléchissante et l'élément dioptrique associé, notamment directement sur la facette réfléchissante.
  15. Dispositif optique selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément dioptrique associé à au moins une facette réfléchissante est configuré de sorte à induire une déviation du faisceau le traversant adaptée à la forme de coupure désirée.
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