EP3990823A1 - Pièce optique destinée à fonctionner en réflexion interne totale - Google Patents

Pièce optique destinée à fonctionner en réflexion interne totale

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EP3990823A1
EP3990823A1 EP20734191.8A EP20734191A EP3990823A1 EP 3990823 A1 EP3990823 A1 EP 3990823A1 EP 20734191 A EP20734191 A EP 20734191A EP 3990823 A1 EP3990823 A1 EP 3990823A1
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EP
European Patent Office
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rays
optical part
cut
reflection
diopter
Prior art date
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Pending
Application number
EP20734191.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Blaise Jars
Vincent Huet
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Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
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    • F21S41/40—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades
    • F21S41/43—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades characterised by the shape thereof
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    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/13—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region
    • F21W2102/135—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region the light having cut-off lines, i.e. clear borderlines between emitted regions and dark regions
    • F21W2102/155—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region the light having cut-off lines, i.e. clear borderlines between emitted regions and dark regions having inclined and horizontal cutoff lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/17—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam
    • F21W2102/19—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam for curves

Definitions

  • the present invention relates to the field of automotive vehicle lighting devices. More particularly, the present invention relates to an optical part arranged so as to operate in total internal reflection and designed so as to form a cut-off beam.
  • a passing beam or more generally of a beam with a cut-off line delimiting an illuminated area of a dark area where vehicles being followed or coming in the opposite direction may be found
  • these surfaces of reflection are arranged to form the beam as well as its cutoff line.
  • a reflecting surface can form a collector concentrating the rays towards a cut-off edge formed by an edge separating two other surfaces.
  • An optical system is then arranged to image the cut edge. The latter will then form the cut-off line in the beam.
  • the surface downstream and below the cut-off edge is arranged vertically, or in other words the cut-off edge is formed by a sharp angle. In this case, no ray which passes next to the cut-off edge meets the first reflection surface downstream of the cut-off edge. It follows that due to this angle, the imaging optical system must extend notably below the level of the cut-off edge so that the imaging system recovers these rays.
  • An object of the present invention is to improve the optical parts intended to operate in total internal reflection and designed so as to form a cut-off beam, in particular by reducing the risk of dazzling, in particular without excessively increasing the height of these.
  • a first object of the invention relates to an optical part
  • the guide portion comprising:
  • the entry diopter and the deflection surface being arranged so that the deflection surface reflects light rays from the entry diopter towards the line of foci;
  • these rays comprise first rays which pass next to the cut-off edge and reach said first reflection surface, the latter being arranged so as to reflect these first rays towards said second reflection surface so as to produce a terminal total internal reflection on this said second reflection surface, these first rays being reflected towards the exit diopter by this terminal total internal reflection.
  • the optical part according to the invention decreases, or even eliminates, the risk of dazzling.
  • the light device according to the invention can optionally have one or more of the following characteristics:
  • the first reflection surface comprises at least one facet arranged so as to reflect towards said second reflection surface said first rays so as to produce said terminal total internal reflection; this simplifies the design of the first reflection surface by managing some of the rays by a facet, since it is the arrangement of the slope of the latter that allows the corresponding rays to be returned in this way;
  • the first reflection surface comprises one or more prisms, called first prisms, the first prisms each having a reflection slope on which the corresponding rays are reflected, the or each facet being formed by the or one of the reflection slopes; it's a simple way to form a facet;
  • the reflection slopes are less and less steep as they move away from the cut-off edge towards the output diopter;
  • the pitch between the first prisms is constant; this allows to have a surface of connection between two prisms generally of the same height and to avoid variations in thickness which may generate greater injection constraints in the plastics industry;
  • the pitch between the first prisms is approximately 1 mm; this small step makes it possible to further discretize and better control the total reflections;
  • the second reflection surface comprises at least one facet arranged so as to reflect towards the output diopter some of these rays reflected by the first reflection surface; this or these facets are prisms, called second prisms;
  • the length of the first reflection surface from the cutoff line towards the output diopter is greater than twice, preferably four times, the height of the output diopter; thanks to the arrangement of the first surface, it is possible to obtain such ratios without increasing the risk of glare, thus making it possible to have elongated and thin optical parts;
  • the height of the exit diopter is less than or equal to 6 mm;
  • the optical part comprises several of these said guide portions
  • the optical part comprises a plate, the downstream edge of which carries the output diopters of the guide portions, the plate comprising the guide portions arranged directly or indirectly adjacent; we thus have a thin optical part with regard to its depth, namely with regard to the distance between the output diopters and the corresponding input diopters;
  • the guide portions can be arranged indirectly in pairs via an optically inactive junction portion; in other words, the junction portion does not receive rays circulating in these guide portions.
  • Another object of the invention is a vehicle lighting device comprising an optical part according to the invention.
  • This light device can in particular be a vehicle headlight.
  • the vehicle lighting device according to the invention can comprise:
  • the luminous device being arranged so that the rays emitted by the light source come out of the output diopter to participate in the production of a lighting beam with cut-off, in particular with flat cut-off.
  • this lighting beam may be a lighting beam on the sides, also called the “cornering” function (for "in the corners” in English).
  • Another object of the invention is a vehicle comprising a vehicle light device according to the invention.
  • the terms “rear”, “front”, “lower”, “upper”, “top”, “bottom”, “right”, “horizontal”, as well as their variations in gender or number refer to the direction of light emission outside the optical part.
  • the terms “upstream” and “downstream” refer to the direction of propagation of light.
  • Figure 1 shows a top view of the optical part according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 represents a perspective view of FIG. 1, seen from above;
  • Figure 3 shows a rear view of Figure 1;
  • Figure 4 shows a perspective view of Figure 1, seen from below;
  • Figure 5 shows a sectional and perspective view along the plane AA ’in Figure 1;
  • Figure 6 shows the section corresponding to the section of figure
  • FIG. 7 represents a beam obtained with an optical part similar to that of FIG. 1 but with a first plane reflection surface; [0027] [Fig. 8] FIG. 8 represents a beam obtained with the optical part illustrated in FIG. 1.
  • Figures 1 to 5 illustrate an exemplary embodiment of an optical part 1 according to the invention.
  • the X, Y, Z axes correspond to the respectively longitudinal, transverse and vertical directions of a vehicle in which the optical part 1 is intended to be mounted.
  • the optical part 1 is therefore oriented relative to these axes X, Y, Z according to the orientation that it is intended to have in this vehicle.
  • the optical part 1 is intended to perform a lighting function in the sides.
  • the front and rear of the optical part 1 are therefore generally diagonal relative to the longitudinal axis X and the transverse axis Y, the optical axis O of the optical part being oriented here in a direction close to a bisector formed between the longitudinal axis X and the transverse axis Y.
  • the optical part 1 allows the device to lighting that includes it to light on the sides and diagonally, here between the left and the front of the vehicle.
  • this optical part 1 can include a plurality of guide portions 10 of the light. These guide portions 10 together form the optical part 1 integrally. In particular, these guide portions 10 may be integrally formed with the whole of the optical part 1.
  • the guide portions 10 can be arranged side by side, in particular as here as a fan. This widens the overall lighting beam formed by the optical part 1 when coupled with light sources.
  • These guide portions 10 may, as here, be interconnected by a portion of the optical part, called the junction portion 30, forming the continuity of material between two adjacent guide portions 10.
  • the cuts and sections of Figures 5 and 6 are made at one of these guide portions 10, namely the fourth guide portion starting from the right of the optical part 1 (namely in FIG. 1, the fourth from the bottom).
  • the references in the drawings are essentially placed on this fourth guide portion 10.
  • Figure 6 illustrates schematically the path of the rays h, G2 in the optical part 1, more precisely here in one of the guide portions 10, as well as the various total internal reflection surfaces 4, 5 , 1 1, 21 (or TIR, for "Total Internai Reflection” in English).
  • the optical part 1 is arranged so as to guide the rays h, G2 between an entry diopter 2 of these rays and an exit diopter 9 of the same guide portion.
  • this arrangement is such that very little, or even no radius, passes through the junction portions 30.
  • the output diopter 9 extends between a first reflection surface 1 1 and a second reflection surface 21. As here, these two reflection surfaces 1 1, 21 can extend essentially horizontally, the output diopter 9 extending from bottom to top.
  • the first reflection surface 1 1 and the second reflection surface 21 here form the front portion of an upper portion of the guide portion 10. This front portion extends between the output diopter 9 and another surface of total internal reflection, i.e. the return surface 4.
  • each guide portion 10 comprises a lower portion, extending downward between the input diopter 2 and the return surface 4.
  • this lower portion forms an input collimator 3.
  • the optical part 1 can comprise on each side means for fixing to a vehicle lighting device.
  • the optical part 1 includes two. These are two fixing ears 32, 33, formed integrally with the rest of the optical part 1.
  • the optical part 1 comprises portions forming rear tabs 31, allowing vertical positioning, namely in the Z direction, of the optical part 1.
  • referencing pins 34, 35 in particular of different shapes, can be provided to ensure a more precise position of the optical part 1 in the lighting device.
  • the lower surface comprises a cut edge 6, formed by an edge separating the first reflection surface 1 1 from another reflection surface total internal 5, which forms a folder 5.
  • the first reflection surface 1 1 extends downstream of the cut edge 6, from the cut edge 6 and towards, here up to, the output diopter 9.
  • the folder 5 extends upstream of the cut-off edge 6, from the cut-off edge 6 and towards, here as far as the collimator 3.
  • the second reflection surface 21 can be connected to the return surface 4 by other surfaces.
  • the length L of the first reflection surface 1 1 of the cut-off edge 6 towards the output diopter 9 is greater than four times the height h of the output diopter 9.
  • the height h of the output diopter 9 can be as here less than 6 millimeters (mm).
  • each upper portion present is formed by the first reflection surface 1 1 and the folding machine 5.
  • the length of the first reflection surface 1 1 of the guide portions 10 is here about 25 mm .
  • Figure 6 is a longitudinal section, namely according to the maximum dimension along which extends the guide portion 10 considered and illustrated. This figure makes it possible to illustrate the operation of each guide portion 10.
  • the input diopter 2 is arranged so as to receive almost all, or even all of the rays emitted by the light source 40.
  • the collimator 3 concentrates these p rays, G2, towards the return surface 4. Thanks to its arrangement with the input diopter 2, this return surface 4 returns the light rays p, G2 coming from the input diopter 2 towards the cut-off edge 6.
  • the output diopter 9 can, as here, form a projection member, arranged so as to image the cut-off edge 6.
  • the output diopter 9 may have a curvature arranged so that this output diopter 9 forms a converging system having a line of foci. This focus line is arranged so as to overlap with the cut-off edge 6.
  • rays returned by the return surface 4 can be defined: the first rays n, the second rays G2 and the third rays (not shown).
  • each guide portion 10 can be arranged so that the spokes passing through the cutting edge 6 directly reach the output diopter 9. These are said second spokes .
  • This cut-off edge 6 being superimposed on the line of foci, these second rays G2 then emerge parallel to the direction of the optical axis of the corresponding guide portion 10, axis oriented horizontally according to this illustrated example.
  • the third spokes may meet the folder 5 slightly upstream of the cut edge 6.
  • the folder 5 is oriented such that it returns these third rays towards the second reflection surface 21, which thanks to its arrangement, sends them back to the output diopter 9.
  • These third rays will thus pass above the cut-off edge 6 and therefore the line of foci, so that the diopter output 9 refracts them down.
  • the second rays G2 form the upper limit of the beam, the third rays being directed below this limit. It follows that the output diopter 9 projects from these rays a beam having a cutoff line formed by this upper limit, which corresponds to the shape of the cutoff edge 6.
  • the first reflection surface 1 1 comprises an arrangement from the cut-off edge 6, here in the form of prisms 13, to prevent the first rays n passing alongside, here above, the cut-off edge 6 go, after total internal reflection on the first reflection surface 1 1, directly on the output diopter 9.
  • first prisms 13 are formed by an alternation of ribs and ridges oriented generally perpendicular to the optical axis of the corresponding guide portion 10.
  • Each first prism 13 thus comprises a slope or reflection facet 14 oriented upstream and a junction facet 15 oriented downstream.
  • reflection facets 14 which are arranged so as to allow the first reflection surface 1 1 to deflect the first rays n by total internal reflection on these reflection facets 14. By this deviation, the reflection facets 14 send these first rays n onto the second reflection surface 21 at an angle making it possible to produce a total internal reflection on this said second reflection surface 21. These first rays n are then reflected towards the output diopter 9 after this reflection on this said second reflection surface 21. This reflection is thus called the terminal total internal reflection.
  • the slopes of the reflection facets 14 are less and less steep as they move away from the cut-off edge 6 towards the output diopter 9.
  • the first rays n are in fact more and more grazing at their point of. impact on the first reflection surface 1 1 is away from the cut-off edge 6.
  • first prisms 13 are arranged up to the output diopter 9.
  • the first reflection surface 1 it is possible to have them only on an upstream portion of the first reflection surface 1 1, for example on the first 12 to 15 millimeters and / or at least on the first third of the first reflection surface 1 1.
  • the pitch between the first prisms 13 is here constant. This simplifies the
  • optical part design 1 and potentially avoids variations in part thickness.
  • the pitch between the first prisms can be around 1mm.
  • the second reflection surface 21 is smooth. However, alternatively, it could also include a plurality of prisms, called second prisms, the reflection facets of which would be arranged so as to reflect towards the output diopter 9 the first rays n reflected by the first reflection surface 11.
  • These second prisms can have the same characteristics as the first prisms 13, in particular concerning their pitch and / or the slope of their reflection facets 14.
  • each of the guide portions 10 is able to form a beam having a higher cutoff.
  • the sum of all these beams forms the overall lighting beam F in the sides, illustrated in FIG. 8.
  • this global beam F has a cut-off line C arranged on the horizon H.
  • the isolux curves illustrated represent parasitic rays but which are in a sufficiently small quantity so as not to dazzle.
  • the beam F 'of FIG. 7 is obtained. If the latter also has a horizontal cut-off line C', there are, on the other hand, more parasitic rays above the cut line C '. The risk of glare is higher.
  • first prisms 13 make it possible to reinject certain rays, namely the first rays n, under the cut-off line C and thus confer a vertical thickness of the beam F greater than that of the beam F 'obtained without the prisms. first 13.
  • the invention can be applied to other types of cut-off beams, such as a fog beam, or a passing beam.

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Abstract

L'invention concerne une pièce optique avec une portion de guidage (10) de la lumière par réflexion interne totale et comprenant: - un dioptre d'entrée (2), - une surface de renvoi (4), - un bord de coupure (6), - une première surface de réflexion (11) en aval du bord de coupure, - une deuxième surface de réflexion (21), - un dioptre de sortie (9) qui image une ligne de foyers agencée sur le bord de coupure (6), la surface de renvoi renvoyant les rayons lumineux (r1, r2) entrant vers la ligne de foyers, des premiers rayons (r1) passent à côté du bord de coupure (6) et atteignent ladite première surface de réflexion (11), ladite première surface de réflexion réfléchissant ces premiers rayons vers ladite deuxième surface de réflexion (21), qui les réfléchit ensuite vers le dioptre de sortie (9).

Description

Description
Titre de l'invention : (Pièce optique destinée à fonctionner en réflexion interne totale
[0001 ] La présente invention concerne le domaine des dispositifs lumineux de véhicule automobile. Plus particulièrement, la présente invention concerne une pièce optique agencée de manière à fonctionner en réflexion interne totale et conçue de manière à former un faisceau à coupure.
[0002] Il est connu d’utiliser des guides de lumière, dans lesquels la lumière est guidée d’un dioptre d’entrée vers un dioptre de sortie. La lumière s’y propage par des réflexions internes totales sur les surfaces de réflexion de ce guide situées entre les dioptres d’entrée et de sortie. En conférant à ces surfaces de réflexion des formes et positionnements spécifiques, il est possible d’obtenir un faisceau avec une photométrie donnée.
[0003] Dans le cas d’un faisceau de croisement, ou plus généralement d’un faisceau avec une ligne de coupure délimitant une zone éclairée d’une zone sombre où des véhicules suivis ou venant en sens inverse peuvent se trouver, ces surfaces de réflexion sont agencées pour former le faisceau ainsi que sa ligne de coupure. Par exemple, une surface de réflexion peut former un collecteur concentrant les rayons vers un bord de coupure formé par une arête séparant deux autres surfaces. Un système optique est alors agencé pour imager le bord de coupure. Ce dernier formera alors la ligne de coupure dans le faisceau.
[0004] Cependant, il arrive que des réflexions parasites entraînent une partie des rayons dans la zone d’ombre délimitée par la ligne de coupure générant ainsi un risque d’éblouissement. En principe, lors de la conception d’une pièce optique on cherche à diminuer au maximum ces rayons parasites.
[0005] Dans certains guides de lumière existants, la surface en aval et en dessous du bord de coupure est agencée verticalement, ou autrement dit le bord de coupure est formé par un angle vif. Dans ce cas, aucun rayon qui passe à côté du bord de coupure ne rencontre la première surface de réflexion en aval du bord de coupure. Il s’ensuit que du fait de cet angle, le système optique imageant doit se prolonger notablement en dessous du niveau du bord de coupure pour que le système imageant récupère ces rayons.
[0006] La demanderesse s’est aperçue qu’elle pouvait réduire cette hauteur en diminuant l’angle à l’intérieur de la pièce optique entre les surfaces séparées par le bord de coupure. Cependant ce faisant, certains des rayons qui passaient à côté du bord de coupure rencontraient la première surface de réflexion en aval du bord de coupure et étaient renvoyés directement vers le système optique imageant. Ces rayons étaient donc dirigés virtuellement comme s’ils venaient en passant sous la ligne de foyers du système optique imageant et étaient donc renvoyés au-dessus de la coupure, augmentant ainsi la quantité de rayons parasites.
[0007] Un but de la présente invention est de perfectionner les pièces optiques destinées à fonctionner en réflexion interne totale et conçues de manière à former un faisceau à coupure, en particulier en diminuant le risque d’éblouissement, notamment sans augmenter trop la hauteur de ceux-ci.
[0008] A cet effet, un premier objet de l’invention concerne une pièce optique
destinée à fonctionner en réflexion interne totale et comprenant au moins une portion de guidage de la lumière, la portion de guidage comprenant:
- un dioptre d'entrée,
- une surface de renvoi,
- un bord de coupure,
- une première surface de réflexion interne totale en aval du bord de coupure,
- une deuxième surface de réflexion interne totale,
- un dioptre de sortie qui image une ligne de foyers, la ligne de foyers étant agencée sur le bord de coupure,
le dioptre d’entrée et la surface de renvoi étant agencés de manière à ce que la surface de renvoi renvoie les rayons lumineux en provenance du dioptre d’entrée vers la ligne de foyers ;
ces rayons comprennent des premiers rayons qui passent à côté du bord de coupure et atteignent ladite première surface de réflexion, cette dernière étant agencée de manière à réfléchir ces premiers rayons vers ladite deuxième surface de réflexion de manière à produire une réflexion interne totale terminale sur cette dite deuxième surface de réflexion, ces premiers rayons étant réfléchis vers le dioptre de sortie par cette réflexion interne totale terminale.
[0009] Ainsi en empêchant, les rayons réfléchis par la première surface de réflexion d’atteindre directement le dioptre de sortie, la pièce optique selon l’invention diminue, voire supprime, le risque d’éblouissement.
[0010] Par ailleurs, elle permet de réaliser des pièces avec un bord de coupure avec un angle moins marqué et donc une hauteur moins grande par rapport à la longueur de la portion de guidage.
[0011 ] De plus, cela permet également d’obtenir un faisceau avec plus d’épaisseur pour une même portion de guidage de même épaisseur mais sans cette première surface de réflexion.
[0012] Cela permet également d’éviter une trop grande concentration en intensité au-dessus de l'horizontal.
[0013] Le dispositif lumineux selon l’invention peut optionnellement présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- la première surface de réflexion comprend au moins une facette agencée de manière à réfléchir vers ladite deuxième surface de réflexion lesdits premiers rayons de manière à produire ladite réflexion interne totale terminale ; cela simplifie la conception de la première surface de réflexion en gérant certains des rayons par une facette, puisque c’est l’agencement de la pente de cette dernière qui permet de renvoyer ainsi les rayons correspondants ;
- la première surface de réflexion comprend un ou plusieurs prismes, dit premiers prismes, les premiers prismes présentant chacun une pente de réflexion sur laquelle se réfléchissent les rayons correspondants, la ou chaque facette étant formée par la ou l’une des pentes de réflexion ; c’est un moyen simple de former une facette ;
- lorsque la première surface de réflexion présente plusieurs prismes, les pentes de réflexion sont de moins en moins fortes en s’éloignant du bord de coupure vers le dioptre de sortie ;
- lorsque la première surface de réflexion présente plusieurs prismes, le pas entre les premiers prismes est constant ; cela permet d'avoir une surface de raccord entre deux prismes globalement de même hauteur et d'éviter des variations d'épaisseur pouvant engendrer de plus fortes contraintes d'injection en plasturgie ;
- lorsque la première surface de réflexion présente plusieurs prismes, le pas entre les premiers prismes est d’environ 1 mm ; ce faible pas permet de davantage discrétiser et de mieux contrôler les réflexions totales ;
- la deuxième surface de réflexion comprend au moins une facette agencée de manière à réfléchir vers le dioptre de sortie certains de ces rayons réfléchis par la première surface de réflexion ; cette ou ces facettes sont des prismes, dits deuxièmes prismes ;
- la longueur de la première surface de réflexion de la ligne de coupure vers le dioptre de sortie est supérieure à deux fois, de préférence à quatre fois, la hauteur du dioptre de sortie ; grâce à l’agencement de la première surface, il est possible d’obtenir de tels ratios sans augmenter le risque d’éblouissement, permettant ainsi d’avoir des pièces optique allongées et fines ;
- la hauteur du dioptre de sortie est inférieure ou égale à 6 mm ;
- la pièce optique comprend plusieurs de ces dites portions de guidage ;
- la pièce optique comprend un plateau dont la tranche aval porte les dioptres de sortie des portions de guidage, le plateau comprenant les portions de guidage agencées de manière adjacente directement ou indirectement ; on a ainsi une pièce optique fine au regard de sa profondeur, à savoir au regard de la distance entre les dioptres de sortie et les dioptres d’entrée correspondants ;
- les portions de guidage peuvent être agencées indirectement deux à deux via une portion de jonction optiquement inactive ; autrement dit la portion de jonction ne reçoit pas de rayons circulant dans ces portions de guidage.
[0014] Un autre objet de l’invention est un dispositif lumineux de véhicule comprenant une pièce optique selon l’invention. Ce dispositif lumineux peut en particulier être un projecteur de véhicule.
[0015] Le dispositif lumineux de véhicule selon l’invention peut comprendre :
- une pièce optique selon l’invention,
- une source de lumière en face du dioptre d’entrée,
le dispositif lumineux étant agencé de manière à ce que les rayons émis par la source de lumière sortent du dioptre de sortie pour participer à la réalisation d’un faisceau d’éclairage à coupure, notamment à coupure plate.
[0016] En particulier, ce faisceau d’éclairage peut être un faisceau d’éclairage sur les côtés encore appelé fonction « cornering » (pour « dans les coins » en langue anglaise).
[0017] Un autre objet de l’invention est un véhicule comprenant un dispositif lumineux de véhicule selon l’invention.
[0018] Sauf indication contraire, les termes « arrière », « avant », « inférieur », « supérieur », « haut », « bas », « droite », « horizontal », ainsi que leurs déclinaisons en genre ou en nombre, se réfèrent au sens d’émission de lumière hors de la pièce optique. Sauf indication contraire, les termes « amont » et « aval » se réfèrent au sens de propagation de la lumière.
[0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des exemples non limitatifs qui suivent, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés, parmi lesquels :
[0020] [Fig. 1 ] La figure 1 représente une vue de dessus de la pièce optique selon un exemple de réalisation de l’invention ;
[0021 ] [Fig. 2] La figure 2 représente une vue en perspective de la figure 1 , vue de dessus ;
[0022] [Fig. 3] La figure 3 représente une vue arrière de la figure 1 ;
[0023] [Fig. 4] La figure 4 représente une vue en perspective la figure 1 , vue de dessous ;
[0024] [Fig. 5] La figure 5 représente une vue en coupe et en perspective selon le plan AA’ en figure 1 ;
[0025] [Fig. 6] La figure 6 représente la section correspondant à la coupe de la figure
5 ;
[0026] [Fig. 7] La figure 7 représente un faisceau obtenu avec une pièce optique similaire à celle de la figure 1 mais avec une première surface de réflexion plane ; [0027] [Fig. 8] La figure 8 représente un faisceau obtenu avec la pièce optique illustrée en figure 1.
[0028] Les figures 1 à 5 illustrent un exemple de réalisation d’une pièce optique 1 selon l’invention.
[0029] Dans cet exemple, les axes X, Y, Z correspondent aux directions respectivement longitudinales, transversales et verticales d’un véhicule dans lequel la pièce optique 1 est destinée à être montée. Dans ces figures 1 à 6, la pièce optique 1 est donc orientée par rapport à ces axes X, Y, Z selon l’orientation qu’elle est destinée à avoir dans ce véhicule.
[0030] Dans cet exemple, la pièce optique 1 est destinée à réaliser une fonction d’éclairage dans les côtés. Ici, comme illustré en figures 1 à 3, l’avant et l’arrière de la pièce optique 1 , sont donc globalement en diagonale par rapport à l’axe longitudinal X et l’axe transversal Y, l’axe optique O de la pièce optique étant orienté ici selon une direction proche d’une bissectrice formée entre l’axe longitudinal X et l’axe transversal Y. Autrement dit, une fois montée dans le véhicule en respectant ces orientations, la pièce optique 1 permet au dispositif d’éclairage qui la comprend d’éclairer sur les côtés et en diagonale, ici entre la gauche et l’avant du véhicule.
[0031 ] D’une manière générale, comme illustré dans cet exemple, notamment en figure 1 , cette pièce optique 1 peut comprendre une pluralité de portions de guidage 10 de la lumière. Ces portions de guidage 10 forment ensemble la pièce optique 1 de manière monobloc. Notamment, ces portions de guidage 10 peuvent être venues de matière en une seule pièce avec l’ensemble de la pièce optique 1 .
[0032] Selon l’invention, comme ici, les portions de guidage 10 peuvent être agencées côte à côte, notamment comme ici en éventail. Cela permet d’élargir le faisceau d’éclairage global formé par la pièce optique 1 lorsqu’elle est couplée avec des sources lumineuses.
[0033] Ces portions de guidage 10 peuvent, comme ici, être reliées entre elles par une portion de la pièce optique, dite portion de jonction 30, formant la continuité de matière entre deux portions de guidage 10 adjacentes. [0034] Dans cette demande, pour expliquer l’agencement de ces portions de guidage 10, les coupes et sections des figures 5 et 6 sont réalisées au niveau de l’une de ces portions de guidage 10, à savoir la quatrième portion de guidage en partant de la droite de la pièce optique 1 (à savoir en figure 1 , la quatrième en partant du bas). De même, les références sur les dessins sont essentiellement placées sur cette quatrième portion de guidage 10.
[0035] Les différentes explications et illustrations de la demande sont transposables à chacune des portions de guidage 10 de la pièce optique 1 .
[0036] Ici, la figure 6 illustre de manière schématique le parcours des rayons h , G2 dans la pièce optique 1 , plus précisément ici dans l’une des portions de guidage 10, ainsi que les différentes surfaces de réflexion interne totale 4, 5, 1 1 , 21 (ou encore TIR, pour « Total Internai Reflection » en anglais).
[0037] La pièce optique 1 est agencée de manière à guider les rayons h , G2 entre un dioptre d’entrée 2 de ces rayons et un dioptre de sortie 9 d’une même portion de guidage. De préférence, cet agencement est tel que très peu, voire aucun rayon, ne passe dans les portions de jonction 30.
[0038] Le dioptre de sortie 9 s’étend entre une première surface de réflexion 1 1 et une deuxième surface de réflexion 21 . Comme ici, ces deux surfaces de réflexion 1 1 , 21 peuvent s’étendre essentiellement horizontalement, le dioptre de sortie 9 s’étendant de bas en haut.
[0039] La première surface de réflexion 1 1 et la deuxième surface de réflexion 21 forment ici la portion avant d’une portion supérieure de la portion de guidage 10. Cette portion avant s’étend entre le dioptre de sortie 9 et une autre surface de réflexion interne totale, à savoir la surface de renvoi 4.
[0040] Ici, comme on peut le voir en figures 3 à 5, chaque portion de guidage 10 comprend une portion inférieure, s’étendant vers le bas entre le dioptre d’entrée 2 et la surface de renvoi 4. Dans cet exemple, cette portion inférieure forme un collimateur 3 d’entrée.
[0041 ] D’une manière générale, comme ici, la pièce optique 1 peut comprendre de chaque côté des moyens de fixation à un dispositif d’éclairage de véhicule. Ici la pièce optique 1 en comprend deux. Il s’agit ici de deux oreilles de fixation 32, 33, formées de manière monobloc avec le reste de la pièce optique 1 .
[0042] Comme on peut le voir, plus particulièrement en figure 1 , la pièce optique 1 comprend des portions formant des languettes arrière 31 , permettant le positionnement vertical, à savoir selon la direction Z, de la pièce optique 1.
[0043] Egalement, comme ici, des pions de référencement 34, 35, notamment de différentes formes, peuvent être prévus pour assurer une position plus précise de la pièce optique 1 dans le dispositif d’éclairage.
[0044] Comme on peut le voir en figure 5, au niveau de chaque portion de guidage 10, la surface inférieure comprend un bord de coupure 6, formé par une arête séparant la première surface de réflexion 1 1 d’une autre surface de réflexion interne totale 5, qui forme une plieuse 5. La première surface de réflexion 1 1 s’étend en aval du bord de coupure 6, depuis le bord de coupure 6 et vers, ici jusqu’au, dioptre de sortie 9. La plieuse 5 s’étend en amont du bord de coupure 6, depuis le bord de coupure 6 et vers, ici jusqu’au, collimateur 3.
[0045] La deuxième surface de réflexion 21 , peut être reliée à la surface de renvoi 4 par d’autres surfaces.
[0046] D’une manière générale et comme ici, l’ensemble des portions supérieures des portions de guidage 10 peuvent former un plateau 8, ici avec les portions de jonction 30. Sur les figures 1 et 2, c’est essentiellement ce plateau 8 qui est visible. Notamment, ce plateau 8 est fin au regard de la largeur de la pièce optique 1.
[0047] Comme par exemple illustré en figure 5, la longueur L de la première surface de réflexion 1 1 du bord de coupure 6 vers le dioptre de sortie 9 est supérieure à quatre fois la hauteur h du dioptre de sortie 9. Par exemple, la hauteur h du dioptre de sortie 9 peut être comme ici inférieure à 6 millimètres (mm).
[0048] Dans l’exemple illustré, chaque portion supérieure présente est formée par la première surface de réflexion 1 1 et la plieuse 5. La longueur de la première surface de réflexion 1 1 des portions de guidage 10 est ici d’environ 25 mm.
[0049] La figure 6 est une section longitudinale, à savoir selon la dimension maximale selon laquelle s’étend la portion de guidage 10 considérée et illustrée. Cette figure permet d’illustrer le fonctionnement de chaque portion de guidage 10. [0050] Une fois la pièce optique 1 positionnée dans le dispositif lumineux, ici un projecteur P, une source de lumière est agencée en vis-à-vis du dioptre d’entrée 2, formé en bas du collimateur 3.
[0051 ] D’une manière générale, le dioptre d’entrée 2 est agencé de manière à recevoir la quasi-totalité, voire la totalité des rayons émis par la source de lumière 40. Le collimateur 3 concentre ces rayons p, G2, vers la surface de renvoi 4. Grâce à son agencement avec le dioptre d’entrée 2, cette surface de renvoi 4 renvoie les rayons lumineux p, G2 en provenance du dioptre d’entrée 2 vers le bord de coupure 6.
[0052] D’une manière générale, le dioptre de sortie 9 peut, comme ici, former un organe de projection, agencé de manière à imager le bord de coupure 6.
[0053] Par exemple, comme ici, le dioptre de sortie 9 peut présenter une courbure agencée de manière à ce que ce dioptre de sortie 9 forme un système convergent présentant une ligne de foyers. Cette ligne de foyer est agencée de manière à se superposer au bord de coupure 6.
[0054] Plusieurs catégories de rayons renvoyés par la surface de renvoi 4 peuvent être définies : les premiers rayons n, les deuxièmes rayons G2 et les troisièmes rayons (non représentés).
[0055] Le chemin des premiers rayons n sera décrit plus en détail plus loin.
[0056] D’une manière générale, comme ici, chaque portion de guidage 10 peut être agencée de manière à ce que les rayons passant au niveau du bord de coupure 6 atteignent directement le dioptre de sortie 9. Il s’agit desdits deuxièmes rayons. Ce bord de coupure 6 étant superposé à la ligne de foyers, ces deuxièmes rayons G2 sortent alors parallèles à la direction de l’axe optique de la portion de guidage 10 correspondante, axe orienté horizontalement selon cet exemple illustré.
[0057] D’une manière générale, comme dans cet exemple, les troisièmes rayons, non représentés, peuvent rencontrer la plieuse 5 légèrement en amont du bord de coupure 6. La plieuse 5 est orientée de telle sorte qu’elle renvoie ces troisièmes rayons vers la deuxième surface de réflexion 21 , qui grâce à son agencement, les renvoie vers le dioptre de sortie 9. Ces troisièmes rayons vont ainsi passer au- dessus du bord de coupure 6 et donc de la ligne de foyers, de sorte que le dioptre de sortie 9 les réfracte vers le bas. [0058] Les deuxièmes rayons G2 forment la limite supérieure du faisceau, les troisièmes rayons étant dirigés en-dessous de cette limite. Il s’ensuit que le dioptre de sortie 9 projette à partir de ces rayons un faisceau présentant une ligne de coupure formée par cette limite supérieure, qui correspond à la forme du bord de coupure 6.
[0059] Cependant, dans le cas d’une portion supérieure allongée et fine, comme dans cet exemple, notamment dans le cas d’un plateau 8, l’angle entre la plieuse 5 et la première surface de réflexion 1 1 vu depuis l’intérieur de la portion de guidage 10 correspondante est peu marqué, notamment comprise entre 180° et 225°. Il existe un risque que certains rayons, à savoir lesdits premiers rayons, passant directement au-dessus du bord de coupure 6 après leur déviation par la surface de renvoi 4, atteignent la première surface de réflexion 1 1 , plutôt que d’atteindre directement le dioptre de sortie 9. Dans un tel cas, il existe un risque que ces premiers rayons n soient réfléchis vers le haut par la première surface de réflexion 1 1 et atteignent ensuite le dioptre de sortie 9. Ces premiers rayons viendraient ainsi virtuellement d’en dessous de la ligne de foyers et seraient donc réfractés vers le haut, créant un risque d’éblouissement.
[0060] Pour éviter cela, la première surface de réflexion 1 1 comprend un agencement depuis le bord de coupure 6, ici sous forme de prismes 13, permettant d’éviter que les premiers rayons n , passant à côté, ici au-dessus, du bord de coupure 6 aillent, après réflexion interne totale sur la première surface de réflexion 1 1 , directement sur le dioptre de sortie 9.
[0061 ] Ici ces prismes 13, dits premiers prismes 13, sont formés par une alternance de nervures et de crêtes orientées globalement perpendiculairement à l’axe optique de la portion de guidage 10 correspondante. Chaque premier prisme 13 comprend ainsi une pente ou facette de réflexion 14 orientée vers l’amont et une facette de jonction 15 orientée vers l’aval.
[0062] Ce sont ces facettes de réflexion 14 qui sont agencées de manière à permettre à la première surface de réflexion 1 1 de dévier les premiers rayons n par réflexion interne totale sur ces facettes de réflexion 14. Par cette déviation, les facettes de réflexion 14 envoient ces premiers rayons n sur la deuxième surface de réflexion 21 avec un angle permettant de produire une réflexion interne totale sur cette dite deuxième surface de réflexion 21 . Ces premiers rayons n sont alors réfléchis vers le dioptre de sortie 9 après cette réflexion sur cette dite deuxième surface de réflexion 21. Cette réflexion est ainsi dite réflexion interne totale terminale.
[0063] Les pentes des facettes de réflexion 14 sont de moins en moins fortes en s’éloignant du bord de coupure 6 vers le dioptre de sortie 9. Les premiers rayons n sont en effet de plus en plus rasant au plus leur point d’impact sur la première surface de réflexion 1 1 est éloigné du bord de coupure 6.
[0064] Ici les premiers prismes 13 sont agencés jusqu’au dioptre de sortie 9.
Cependant, il est possible de ne les disposer que sur une portion amont de la première surface de réflexion 1 1 , par exemple sur les 12 à 15 premiers millimètres et/ou au moins sur le premier tiers de la première surface de réflexion 1 1 .
[0065] Le pas entre les premiers prismes 13 est ici constant. Cela simplifie la
conception de pièce optique 1 et évite potentiellement les variations d'épaisseur de la pièce. Comme dans cet exemple, le pas entre les premiers prismes peut être d’environ 1 mm.
[0066] Ici, la deuxième surface de réflexion 21 est lisse. Cependant alternativement, elle pourrait comprendre également une pluralité de prismes, dits deuxièmes prismes, dont les facettes de réflexion seraient agencées de manière à réfléchir vers le dioptre de sortie 9 les premiers rayons n réfléchis par la première surface de réflexion 1 1 .
[0067] Ces deuxièmes prismes peuvent présenter les mêmes caractéristiques que les premiers prismes 13, notamment concernant leur pas et/ou la pente de leurs facettes de réflexion 14.
[0068] Ainsi, chacune des portions de guidage 10 est apte à former un faisceau présentant une coupure supérieure. La somme de l’ensemble de ces faisceaux forme le faisceau global d’éclairage F dans les côtés, illustré en figure 8. On peut observer que ce faisceau global F présente une ligne de coupure C agencée sur l’horizon H. Au-dessus de la ligne de coupure C, les courbes isolux illustrées représentent des rayons parasites mais qui sont en quantité suffisamment faible pour ne pas éblouir. [0069] En l’absence des premiers prismes 13, on obtient le faisceau F’ de la figure 7. Si celui-ci présente également une ligne de coupure horizontale C’, il y a en revanche davantage de rayons parasites au-dessus de la ligne de coupure C’. Le risque d’éblouissement est plus élevé.
[0070] Par ailleurs, ces premiers prismes 13 permettent de réinjecter certains rayons, à savoir les premiers rayons n, sous la ligne de coupure C et confèrent ainsi une épaisseur verticale du faisceau F plus élevée que celle du faisceau F’ obtenu sans les prismes premiers 13.
[0071 ] On a donc amélioré le rendement et la qualité du faisceau d’éclairage dans les coins malgré la faible épaisseur des portions de guidage 10 et donc du plateau 8 de la pièce optique 1.
[0072] Bien que particulièrement intéressante dans le cadre d’un éclairage dans les coins, l’invention peut s’appliquer à d’autres types de faisceaux à coupure, tel qu’un faisceau antibrouillard, ou encore un faisceau de croisement.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Pièce optique (1 ) destinée à fonctionner en réflexion
interne totale et comprenant au moins une portion de guidage (10) de la lumière, la portion de guidage comprenant:
- un dioptre d'entrée (2),
- une surface de renvoi (4),
- un bord de coupure (6),
- une première surface de réflexion (11 ) totale interne en aval du bord de coupure,
- une deuxième surface de réflexion (21 ) totale interne,
- un dioptre de sortie (9) qui image une ligne de foyers, la ligne de foyers étant agencée sur le bord de coupure (6),
le dioptre d’entrée et la surface de renvoi étant agencés de manière à ce que la surface de renvoi renvoie les rayons lumineux (h, G2) en provenance du dioptre d’entrée vers la ligne de foyers,
ladite pièce optique étant caractérisée en ce que ces rayons (h, G2)
comprennent des premiers rayons (n) qui passent à côté du bord de coupure (6) et atteignent ladite première surface de réflexion (11 ), ladite première surface de réflexion étant agencée de manière à réfléchir ces premiers rayons (n) vers ladite deuxième surface de réflexion (21 ) de manière à produire une réflexion interne totale terminale sur cette dite deuxième surface de réflexion, ces premiers rayons étant réfléchis vers le dioptre de sortie (9) par cette réflexion interne totale terminale.
[Revendication 2] Pièce optique (1 ) selon la revendication 1 , dans laquelle la première surface de réflexion (11 ) comprend au moins une facette (14) agencée de manière à réfléchir vers ladite deuxième surface de réflexion (21 ) lesdits premiers rayons (n) de manière à produire ladite réflexion interne totale terminale.
[Revendication 3] Pièce optique (1 ) selon la revendication 2, dans laquelle la première surface de réflexion (11 ) comprend un ou plusieurs prismes, dit premiers prismes (13), les premiers prismes présentant chacun une pente de réflexion sur laquelle se réfléchissent les rayons correspondants, la ou chaque facette (14) étant formée par la ou l’une des pentes de réflexion.
[Revendication 4] Pièce optique (1 ) selon la revendication 3, dans laquelle lorsque la première surface de réflexion (11 ) présente plusieurs premiers prismes (13), les pentes de réflexion sont de moins en moins fortes en s’éloignant du bord de coupure (6) vers le dioptre de sortie (9).
[Revendication s] Pièce optique (1 ) selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle lorsque la première surface de réflexion (11 ) présente plusieurs premiers prismes (13), le pas entre les premiers prismes est constant.
[Revendication s] Pièce optique (1 ) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans laquelle lorsque la première surface de réflexion (11 ) présente plusieurs premiers prismes (13), le pas entre les premiers prismes est d’environ 1 mm.
[Revendication 7] Pièce optique (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la deuxième surface de réflexion (21 ) comprend au moins une facette agencée de manière à réfléchir vers le dioptre de sortie (9) certains de ces rayons réfléchis par la première surface de réflexion (11 ).
[Revendication s] Pièce optique (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la longueur (L) de la première surface de réflexion (11 ) de la ligne de coupure vers le dioptre de sortie (9) est supérieure à deux fois la hauteur (h) du dioptre de sortie.
[Revendication 9] Pièce optique (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant plusieurs de ces dites portions de guidage (10).
[Revendication 10] Pièce optique selon la revendication 9, comprenant un plateau (8) dont la tranche aval porte les dioptres de sortie (9) des portions de guidage (10), le plateau comprenant les portions de guidage agencées de manière adjacente directement ou indirectement.
[Revendication 11] Dispositif lumineux de véhicule (P), comprenant :
- une pièce optique (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes,
- une source de lumière (40) en face du dioptre d’entrée (2), le dispositif lumineux étant agencé de manière à ce que les rayons (h, G2) émis par la source de lumière sortent du dioptre de sortie (9) pour participer à la réalisation d’un faisceau d’éclairage (F) à coupure (C), notamment à coupure plate.
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