FR2833688A1 - Signal light for automotive vehicle, has an arrangement which deviates light with minimal losses - Google Patents
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Abstract
Description
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FEU POUR VEHICULES L'invention concerne un feu pour véhicules, notamment des véhicules automobiles, comprenant une source de lumière et au moins un agencement de guide optique associé à la source de lumière et destiné à guider la lumière rayonnée par la source de lumière et envoyée dans l'agencement de guide optique, dans une direction prédéterminée, vers une zone d'émergence optique, ainsi qu'un dispositif de déviation optique dans l'agencement
--- ----------------------- --- -- -------- de guide optique pour dévier et/ou fractionner la lumière en provenance de la direction de rayonnement, le dispositif de déviation optique étant réalisé en tant qu'évidement dans l'agencement de guide optique, et la déviation s'effectuant par réflexion de la lumière sur les surfaces latérales de l'évidement, et les surfaces latérales de l'évidement formant entre elles un angle a. LIGHT FOR VEHICLES The invention relates to a light for vehicles, in particular motor vehicles, comprising a light source and at least one optical guide arrangement associated with the light source and intended to guide the light radiated by the light source and sent in the optical guide arrangement, in a predetermined direction, towards an optical emergence zone, as well as an optical deflection device in the arrangement
--- ----------------------- --- - -------- of optical guide to deflect and / or split the light coming from the direction of radiation, the optical deflection device being produced as a recess in the optical guide arrangement, and the deflection is effected by reflection of light on the lateral surfaces of the recess, and the lateral surfaces of the recess forming an angle between them a.
Un feu de ce type est déjà connu d'après le document DE 197 39 173 Al qui divulgue un feu de signalisation pour véhicules, notamment des véhicules automobiles, comprenant un carter dans lequel est disposée au moins une source de lumière, et un guide optique dans lequel la lumière est guidée et menée en direction d'une ouverture prédéterminée de sortie ou d'émergence de la lumière, un élément de déviation optique étant associé à l'élément d'émergence optique et comportant, sur son côté avant, un creux pour dévier d'environ 900 et fractionner en deux branches la lumière émise par la source de lumière, le creux étant réalisé sous la forme d'une entaille avec des surfaces d'entaille, et les surfaces d'entaille formant entre elles un angle a. A light of this type is already known from document DE 197 39 173 A1 which discloses a signaling light for vehicles, in particular motor vehicles, comprising a housing in which at least one light source is arranged, and an optical guide in which the light is guided and led towards a predetermined opening for the exit or emergence of the light, an optical deflection element being associated with the optical emergence element and comprising, on its front side, a recess to deflect approximately 900 and split the light emitted by the light source into two branches, the recess being produced in the form of a notch with notch surfaces, and the notch surfaces forming an angle a .
L'agencement connu est notamment constitué d'un guide optique dans lequel est envoyé de la lumière par l'intermédiaire d'une source de lumière, le guide The known arrangement consists in particular of an optical guide into which light is sent via a light source, the guide
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optique possédant une section transversale sensiblement de forme circulaire et l'une de ses surfaces frontales présentant une entaille. Sur les faces latérales du guide optique, qui sert ici d'élément de déviation optique, sont agencés, dans la zone de l'entaille, des éléments d'émergence optiques qui sont également constitués de guides optiques dans lesquels la lumière est déviée après incidence sur les surfaces d'entaille. optical having a cross section substantially circular in shape and one of its front surfaces having a notch. On the lateral faces of the optical guide, which serves here as an optical deflection element, there are arranged, in the region of the notch, optical emergence elements which also consist of optical guides in which the light is deflected after incidence on notch surfaces.
Les éléments d'émergence optiques constituent la partie visible du feu.
- ------ - -- - --- - --- -- -- - - ----- ----- L'inconvénient dans de telles configurations, réside dans le fait que de la lumière est perdue au niveau des surfaces d'entaille. Notamment dans le cas de l'utilisation de prismes en tant que surfaces d'entaille, toute la lumière ne peut pas être déviée moyennant réflexion totale. On atteint au contraire, le plus souvent, un rendement optique de seulement encore 50% après la déviation. - ------ - - - --- - --- - - - - ----- ----- The disadvantage in such configurations is that light is lost at the notch surfaces. Particularly when using prisms as notch surfaces, not all of the light can be deflected with full reflection. On the contrary, most often an optical efficiency of only 50% is reached after the deviation.
Aussi, le but de l'invention consiste-t-il à fournir un feu dans lequel les pertes de lumière, lors de la déviation, sont réduites dans la plus large mesure du possible, et dans lequel la lumière peut malgré tout être déviée de 900 et en même temps être fractionnée. Also, the object of the invention is to provide a light in which the losses of light, during deflection, are reduced to the greatest extent possible, and in which the light can nevertheless be deflected from 900 and at the same time be split.
Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un feu du type de celui mentionné en introduction et dans lequel les surfaces latérales de l'évidement forment entre elles un angle a, cet angle a étant inférieur à 250. According to the invention, this object is achieved by means of a fire of the type mentioned in the introduction and in which the lateral surfaces of the recess form an angle a between them, this angle a being less than 250.
Grâce à cet angle particulièrement faible, pratiquement toute la lumière est déviée par réflexion totale. Thanks to this particularly small angle, practically all the light is deflected by total reflection.
Il sera prévu plus particulièrement que l'angle soit It will be more particularly provided that the angle is
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inférieur ou égal à 200, et notamment que a : : ; ; 150. less than or equal to 200, and in particular that a::; ; 150.
Notamment grâce à un angle : : ; ; 150, le rendement optique après la déviation et le fractionnement peut être augmenté à près de 100%. In particular thanks to an angle::; ; 150, the optical efficiency after deflection and fractionation can be increased to almost 100%.
Il peut être prévu que l'agencement de guide optique comprenne deux bras qui renferment les zones d'émergence optiques en réalisant des éléments d'émergence optiques, et qui, en formant entre eux l'angle a et en réalisant les surfaces latérales de l'évidement, se réunissent en
- - ------- - - - --- - -- --- --- - - ----- un bras. Dans ce cas, les deux bras se rapprochent l'un de l'autre en étant cintrés, les deux bras formant entre eux un angle aigu et se réunissant ensuite en un seul bras. Les bras peuvent notamment se raccorder de manière tangentielle et se transformer tangentiellement en un bras. Provision may be made for the optical guide arrangement to comprise two arms which enclose the optical emergence zones by producing optical emergence elements, and which, by forming the angle a between them and by producing the lateral surfaces of the obviously come together in
- - ------- - - - --- - -- --- --- - - ----- an arm. In this case, the two arms approach each other by being bent, the two arms forming between them an acute angle and then meeting in one arm. The arms can in particular be connected tangentially and be transformed tangentially into an arm.
De cette manière, la lumière peut être déviée par réflexion totale. In this way, the light can be deflected by total reflection.
Par ailleurs, il peut être prévu qu'un matériau dense sur le plan optique mais transparent, serve de dispositif de déviation optique dans l'agencement de guide optique. Le matériau peut notamment être mis en oeuvre par un procédé de moulage par injection. Furthermore, provision may be made for an optically dense but transparent material to serve as an optical deflection device in the arrangement of the optical guide. The material can in particular be used by an injection molding process.
Un élément de fractionnement de rayonnement peut notamment servir de dispositif de déviation optique dans l'agencement de guide optique. In particular, a radiation splitting element can serve as an optical deflection device in the arrangement of the optical guide.
Les bras de l'agencement de guide optique ou les éléments d'émergence optiques peuvent ici se raccorder en se refermant en un anneau par l'intermédiaire duquel la lumière peut être rayonnée. The arms of the optical guide arrangement or the optical emergence elements can here be connected by closing in a ring through which the light can be radiated.
Il est notamment possible de prévoir que par It is in particular possible to provide that by
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l'intermédiaire de l'élément de fractionnement de rayonnement, l'entrée de la lumière se"fasse par l'arrière", de sorte que la zone d'entrée de lumière ne peut être vue dans un projecteur de véhicule automobile dans lequel les deux bras qui servent à l'émergence de la lumière s'étendent par exemple autour d'un réflecteur d'un feu de croisement ou autour d'une lentille d'un projecteur PES (polyester) et peuvent y être vus sous forme d'anneau. L'entrée de la lumière dans le guide optique peut alors s'effectuer à l'intérieur du
- --- -- -- - - ----------------------- -. ~- - - - ----- projecteur, de sorte que l'espace disponible toujours trop modique dans un projecteur, peut être exploité au mieux. through the radiation splitting element, the light enters "from the rear", so that the light entry area cannot be seen in a motor vehicle headlamp in which the two arms which serve for the emergence of light extend for example around a reflector of a low beam or around a lens of a PES (polyester) headlamp and can be seen there in the form of ring. The entry of light into the optical guide can then take place inside the
- --- - - - - ----------------------- -. ~ - - - - ----- projector, so that the always too small available space in a projector can be exploited to the best.
En principe, il est possible de prévoir que les deux bras du dispositif de déviation optique se rapprochent avec une courbure, c'est à dire que les surfaces latérales de l'évidement présentent une courbure et ne forment pas de surfaces rectilignes. Les surfaces latérales, à savoir les surfaces de déviation, peuvent toutefois également être d'une configuration convexe ou droite à la place d'être concaves. Les bras peuvent alors se raccorder de manière tangentielle et notamment se réunir en un bras. In principle, it is possible to provide that the two arms of the optical deflection device come together with a curvature, that is to say that the lateral surfaces of the recess have a curvature and do not form rectilinear surfaces. The lateral surfaces, namely the deflection surfaces, can however also be of a convex or straight configuration instead of being concave. The arms can then be connected tangentially and in particular join in an arm.
Les guides optiques peuvent en principe présenter différentes sections transversales. Ainsi, ils peuvent présenter une section transversale ronde, ovale ou polygonale quelconque, telle que par exemple une section transversale rectangulaire ou pentagonale. The optical guides can in principle have different cross sections. Thus, they can have any round, oval or polygonal cross section, such as for example a rectangular or pentagonal cross section.
La sortie ou l'émergence de la lumière déviée du guide optique, s'effectue par l'intermédiaire d'éléments d'émergence optiques, notamment des prismes, qui sont disposés par exemple dans les deux bras, mais en tous les cas dans la zone d'émergence de l'agencement de The exit or emergence of the light deflected from the optical guide is effected by means of optical emergence elements, in particular prisms, which are arranged for example in the two arms, but in all cases in the emergence zone of the arrangement of
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guide optique, les éléments d'émergence étant déportés latéralement par rapport au côté de sortie effectif de la lumière. La lumière est ici réfléchie au niveau des prismes et déviée sous réflexion totale, de façon à sortir du guide optique. Les prismes d'émergence peuvent, suivant la caractéristique de rayonnement, présenter un angle de prisme différent et/ou une forme de prisme différente, telle que par exemple concave, convexe ou une surface de forme libre.
- ------ ---- - -- - -- - ------------ L'entrée de la lumière peut ici être obtenue par l'intermédiaire de tous les types possibles de lampes ou d'unités produisant de la lumière, par exemple par l'intermédiaire de lampes à incandescence, de lampes halogènes, de diodes électroluminescentes LED, de films électroluminescents ou de lampes à décharge de gaz. - ------ ---- - - - - - ------------ The entry of light can be obtained here via all possible types of lamps or units producing light, for example by means of incandescent lamps, halogen lamps, LED light emitting diodes, light emitting films or gas discharge lamps.
L'entrée de la lumière peut ici être effectuée par l'intermédiaire d'un réflecteur, dans un guide optique en verre ou en matière plastique. La fibre de matière plastique est alors couplée au guide optique proprement dit. Pour les cas où l'entrée de lumière doit se faire directement dans le guide optique, il est possible de prévoir un filtre à infrarouge en vue de protéger le guide optique du rayonnement de chaleur émis par l'élément ou la source de lumière. The entry of light can here be effected by means of a reflector, in an optical guide made of glass or plastic. The plastic fiber is then coupled to the optical guide itself. In cases where the light must be entered directly into the optical guide, it is possible to provide an infrared filter in order to protect the optical guide from the heat radiation emitted by the element or the light source.
Il est également possible de prévoir d'associer à la source de lumière, un réflecteur, le foyer du réflecteur se trouvant sensiblement au niveau de la zone d'entrée optique dans le guide optique ou dans la fibre de verre ou fibre optique en amont, en vue de pouvoir transférer dans le guide optique une part la plus importante possible de la lumière de la source de lumière. It is also possible to provide for associating with the light source, a reflector, the focal point of the reflector being substantially at the level of the optical entry zone in the optical guide or in the fiberglass or optical fiber upstream, in order to be able to transfer as much as possible of the light from the light source into the optical guide.
Il est possible de renoncer au filtre à infrarouge ou au It is possible to dispense with the infrared filter or the
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montage en amont d'une fibre de verre ou fibre optique appropriée, lorsque la source de lumière est d'une configuration telle qu'elle n'endommage pas le guide optique. Les diodes électroluminescentes LED sont particulièrement bien adaptées à cet effet. La diode électroluminescente peut être appliquée directement à l'extrémité du guide optique, mais en vue d'améliorer l'efficience de l'entrée ou de l'incidence optique, il est toutefois également possible d'appliquer sur la diode électroluminescente, un petit réflecteur qui se
- - - --- ----- --- --------- -------- termine par le guide optique et protège la diode électroluminescente à l'encontre de l'environnement. Cela permet de garantir que pratiquement toute la lumière rayonnée par la diode électroluminescente, soit envoyée dans le guide optique. mounting upstream of a suitable glass fiber or optical fiber, when the light source is of a configuration such that it does not damage the optical guide. LED light-emitting diodes are particularly well suited for this purpose. The light emitting diode can be applied directly to the end of the light guide, but in order to improve the efficiency of the input or the optical incidence, it is however also possible to apply to the light emitting diode, a small reflector which
- - - --- ----- --- --------- -------- ends with the optical guide and protects the light-emitting diode from the environment. This ensures that virtually all of the light radiated by the light emitting diode is sent into the light guide.
Le guide optique réalisé en un matériau transparent, assure la poursuite du guidage et du cheminement de la lumière avec le moins de pertes possible, dans la mesure où ne sont pas prévus d'éléments d'émergence optiques. A l'aide d'un tel guide optique il est possible de concrétiser notamment des formes allongées quelconques, qui de plus peuvent être positionnées à volonté à l'intérieur d'un projecteur. L'utilisation d'agencements de guides optiques offre ainsi un tout nouveau spectre de possibilités de design pour la configuration de feux et notamment de projecteurs de véhicules automobiles. The optical guide made of a transparent material, ensures the continuation of the guiding and the routing of the light with the least possible losses, insofar as there are no optical emergence elements. With the help of such an optical guide, it is possible to concretize in particular any elongated shapes, which moreover can be positioned at will inside a projector. The use of arrangements of optical guides thus offers a whole new spectrum of design possibilities for the configuration of lights and in particular of motor vehicle headlamps.
Il est notamment possible de prévoir que les guides optiques soient positionnés autour du réflecteur de projecteur ou de la lentille de projection dans des modules PES. Cela permet d'obtenir un bloc optique intéressant et attractif sur le plan esthétique, pour les véhicules automobiles. It is in particular possible to provide that the optical guides are positioned around the projector reflector or the projection lens in PES modules. This makes it possible to obtain an attractive and aesthetically attractive optical unit for motor vehicles.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other characteristics and advantages of the invention
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font l'objet de la description qui va suivre, et des dessins annexés. Les caractéristiques sont essentielles pour l'invention aussi bien prises individuellement que prises en combinaison les unes avec les autres de manière quelconque. are the subject of the description which follows, and of the attached drawings. The characteristics are essential for the invention both taken individually and taken in combination with each other in any way.
Les dessins montrent selon une représentation schématique : Fig. 1 un dispositif de déviation optique
- - -- --- -- -- -------- - ----- - - -- - --- Fig. 2 un anneau formant guide optique avec un dispositif de déviation optique correspondant, selon la figure 1. The drawings show in a schematic representation: FIG. 1 an optical deflection device
- - - --- - - -------- - ----- - - - - --- Fig. 2 an optical guide ring with a corresponding optical deflection device, according to FIG. 1.
La figure 1 montre un dispositif de déviation optique d'un agencement de guide optique, qui est désigné dans son ensemble par le repère 10. Le dispositif de déviation optique est ici formé par un élément d'entrée de lumière 12 ainsi que par deux éléments d'émergence optiques 14a et 14b, qui se réunissent en un anneau, tel que cela est représenté sur la figure 2. Figure 1 shows an optical deflection device of an optical guide arrangement, which is generally designated by the reference 10. The optical deflection device is here formed by a light input element 12 as well as by two elements optical emergence 14a and 14b, which meet in a ring, as shown in FIG. 2.
En ce qui concerne l'élément de déviation optique, il s'agit d'un élément de fractionnement de rayonnement, qui est réalisé en un matériau dense sur le plan optique, mais transparent. As for the optical deflection element, it is a radiation fractionation element, which is made of a material that is dense on the optical plane, but transparent.
Un tel dispositif de déviation optique peut être mis en oeuvre pour des feux qui doivent être réalisés en tant que feux de gabarit ou feux clignotants (indicateurs de direction) d'un aspect circulaire, elliptique ou allongé. Such an optical deflection device can be used for lights which must be produced as clearance lights or flashing lights (direction indicators) with a circular, elliptical or elongated appearance.
L'élément de fractionnement de rayonnement est constitué de deux bras ou éléments d'émergence optiques 14a et 14b, qui se réunissent en un bras unique, à savoir The radiation fractionation element consists of two arms or optical emergence elements 14a and 14b, which meet in a single arm, namely
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l'élément d'entrée optique 12, en formant entre eux un angle a qui est 150.
the optical input element 12, forming between them an angle a which is 150.
Un rayon lumineux, qui est désigné par le repère 16, peut, à l'aide de l'élément de fractionnement de rayonnement, être dévié de 900 pratiquement sans pertes de lumière, le rayon lumineux 16 tombant tout d'abord sur les surfaces latérales 18 de l'évidement, qui sont formées par le fractionnement de l'agencement de guide optique 10 en deux bras 14a et 14b. Les surfaces - - ------ ------ -- ------- - --- -- - - --- --------latérales 18 possèdent ici une courbure concave, vues à partir du rayon lumineux. Les deux bras 14a, b se réunissent de manière tangentielle. Le guide optique ainsi que ses constituants individuels, tels que les éléments d'entrée et d'émergence optiques, possède une section transversale sensiblement de forme circulaire. A light ray, which is designated by the reference 16, can, by means of the radiation splitting element, be deflected by 900 practically without loss of light, the light ray 16 falling first on the side surfaces 18 of the recess, which are formed by splitting the optical guide arrangement 10 into two arms 14a and 14b. The side surfaces - - ------ ------ - ------- - --- - - - --- -------- 18 have a curvature here concave, seen from the light ray. The two arms 14a, b meet tangentially. The optical guide and its individual components, such as the optical input and emergence elements, have a cross section substantially of circular shape.
A l'inverse d'un prisme avec un angle d'environ 450, il est possible, dans le cas de l'agencement montré, de transmettre, non pas seulement 50% du rendement optique, mais au contraire approximativement 100%. Le rayon, qui tombe sur les surfaces latérales 18 y est guidé et transmis, moyennant réflexion totale, et tombe sur l'une des parois des éléments d'émergence optiques 14a ou respectivement 14b, où il est à nouveau transmis moyennant réflexion totale. Unlike a prism with an angle of about 450, it is possible, in the case of the arrangement shown, to transmit, not only 50% of the optical efficiency, but on the contrary approximately 100%. The ray, which falls on the lateral surfaces 18 is guided and transmitted there, with total reflection, and falls on one of the walls of the optical emergence elements 14a or 14b respectively, where it is again transmitted with total reflection.
De cette manière, il est possible d'effectuer une entrée de lumière par l'arrière, parce que seuls les deux bras 14a et 14b peuvent être vus par un observateur à travers une vitre de recouvrement d'un projecteur. La direction d'observation ultérieure sur le projecteur est indiquée par la flèche 20. In this way, it is possible to make a light entry from the rear, because only the two arms 14a and 14b can be seen by an observer through a cover glass of a projector. The direction of subsequent observation on the projector is indicated by arrow 20.
De cette manière, il est possible de faire entrer la lumière dans le guide optique 10 indépendamment de la In this way, it is possible to bring the light into the optical guide 10 independently of the
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zone de rayonnement émergent de la lumière. area of radiation emerging from the light.
L'espace disponible dans un projecteur de véhicule automobile peut alors être exploité de façon plus optimale, et aucun espace d'implantation n'est alors nécessaire dans le réflecteur du projecteur principal pour faire entrer la lumière, ce qui aurait des répercussions néfastes sur le rendement optique et le design du projecteur principal.
- - - - -- - -- - -- ---------- ---- ------- La figure 2 montre à présent un agencement de guide optique constitué de l'anneau fermé dans lequel les deux éléments d'émergence optiques 14a et 14b sont réunis en un seul anneau et se raccordent également à nouveau à l'élément d'entrée optique ou d'entrée de lumière 12, au niveau de la zone 22. - - - - - - - - - ---------- ---- ------- Figure 2 now shows an optical guide arrangement consisting of the closed ring in which the two optical emergence elements 14a and 14b are joined in a single ring and are also connected again to the optical input or light input element 12, at the level of the zone 22.
La lumière peut alors, dans le cas de tels feux, par exemple de feux de gabarit, être envoyée dans le dispositif de déviation optique, indépendamment du lieu d'émergence de la lumière par l'intermédiaire de l'élément d'émergence optique, l'élément d'entrée de lumière pouvant, suivant l'éloignement de la zone d'émergence optique, être choisi d'une longueur quelconque, puisque le guidage de la lumière se fait pratiquement sans pertes. The light can then, in the case of such lights, for example clearance lights, be sent into the optical deflection device, independently of the place of emergence of the light via the optical emergence element, the light entry element being able, depending on the distance from the optical emergence zone, to be chosen of any length, since the light is guided practically without losses.
Le rayon lumineux 16 est alors dévié, moyennant réflexion sur les surfaces latérales 18, et est envoyé dans les éléments d'émergence optiques 14a et respectivement 14b. Dans les éléments d'émergence optiques 14a et 14b, il chemine alors sensiblement sans pertes jusqu'à tomber sur un élément d'émergence optique, qui peut par exemple être réalisé sous la forme d'un prisme et qui est disposé sur le côté de l'élément d'émergence optique 14a, b, se trouvant à l'opposé du The light ray 16 is then deflected, by reflection on the lateral surfaces 18, and is sent into the optical emergence elements 14a and 14b respectively. In the optical emergence elements 14a and 14b, it then travels substantially without losses until it falls on an optical emergence element, which can for example be produced in the form of a prism and which is arranged on the side of the optical emergence element 14a, b, located opposite the
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côté d'émergence de la lumière. Moyennant réflexion par le prisme, le rayon lumineux 16 émerge alors de l'agencement de guide optique, du côté de l'émergence de la lumière, qui correspond au côté visible du projecteur. side of emergence of light. With reflection by the prism, the light beam 16 then emerges from the optical guide arrangement, on the side of the emergence of light, which corresponds to the visible side of the projector.
De cette manière, il est possible de concrétiser des feux de gabarit ou des feux clignotants particulièrement attrayants, qui peuvent présenter une forme allongée quelconque ou bien également une forme annulaire fermée.
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