FR2934353A1 - Systeme optique avec fonction d'eclairage a large surface d'emission pour vehicule automobile - Google Patents

Systeme optique avec fonction d'eclairage a large surface d'emission pour vehicule automobile Download PDF

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Abstract

La présente invention se rapporte à un système optique (210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610) pour véhicule automobile, comportant notamment : - un ensemble de sources lumineuses de type LED (101) ; - un module de diffusion (200), dans lequel se propage au moins une partie des rayons lumineux produits par l'ensemble des sources lumineuses (101), ledit module de diffusion comportant notamment : - une zone d'entrée (110) ; - une zone centrale (120) ; - une zone de sortie (130) ; caractérisé en ce que le système optique comporte un élément de récupération (202), au sein duquel est disposée au moins une portion (208) de la zone centrale (120), présentant au niveau d'une face supérieure (203) et/ou d'une face inférieure (204) des éléments optiques de découplage (205) aptes à diffuser un deuxième ensemble (207) de rayons lumineux vers le réflecteur.

Description

Système optique avec fonction d'éclairage à large surface d'émission pour véhicule automobile.
La présente invention a pour objet un système optique pour véhicule automobile présentant une fonction d'éclairage à large surface d'émission. L'invention a essentiellement pour but de proposer un dispositif pour générer un faisceau lumineux global, à partir d'un système optique faisant intervenir un module de diffusion de faible épaisseur, la surface d'émission apparente du système optique étant élargie par rapport à la partie visible du module de diffusion de manière à respecter les exigences réglementaires spécifiques à chaque fonction d'éclairage. Dans le système optique selon l'invention, la fonction d'éclairage est réalisée à partir d'au moins une source lumineuse de type diode électroluminescente. Par système optique, on désigne un élément formant partie ou totalité d'un dispositif, présentant au moins une source lumineuse et des moyens de réalisation d'au moins une fonction d'éclairage, ou fonction optique ; par réalisation d'une fonction optique, on désigne la production d'un faisceau lumineux réglementaire pour l'obtention de certains des feux mentionnés ci-dessous.
Le domaine de l'invention est, d'une façon générale, celui des dispositifs d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule automobile. Dans ce domaine, on connaît différents types de dispositifs d'éclairage et/ou de signalisation, parmi lesquels on trouve essentiellement : - des feux de position, d'intensité et de portée faible ; - des feux de croisement, ou codes, d'intensité plus forte et de portée sur la route avoisinant 70 mètres ; - des feux de route longue portée, et des feux de complément de type longue portée, dont la zone de vision sur la route avoisine 200 mètres ; - des projecteurs perfectionnés, dits bimodes, qui cumulent les fonctions de feux de croisement et de feu de route en incorporant un cache amovible ; - des feux anti-brouillard ; - des feux de signalisation, notamment des indicateurs de direction ; - des dispositifs projecteurs placés à l'arrière du véhicule, notamment 35 des feux de recul, des feux stop ou des lanternes ; - des dispositifs projecteurs à usage diurne, appelés dispositifs projecteurs DRL (pour Daytime Running Light en langue anglaise).... Le domaine d'application de l'invention est essentiellement celui relatif aux feux de type stop, indicateurs de direction, ou encore DRL. L'intensité lumineuse générée par les systèmes optiques selon l'invention est suffisante pour la réalisation de tels feux ; les systèmes optiques selon l'invention peuvent cependant bien évidemment être utilisés pour la réalisation de feux nécessitant la génération d'une intensité lumineuse plus faible Depuis quelques années, les équipementiers automobiles ont proposé l'utilisation de diodes électroluminescentes, ou LEDs ; cette utilisation concernait initialement essentiellement les feux de signalisation ou les feux arrière, mais une augmentation de la puissance disponibles au niveau des LEDs permet désormais d'envisager de nouvelles utilisations de ces sources lumineuses, notamment pour réaliser les fonctions lumineuses présentes à l'avant du véhicule, et plus précisément les fonctions DRL. Les diodes électroluminescentes permettant la réalisation de ce type de fonction sont parfois désignées comme des LEDs de puissance. Une LED de puissance est, plus généralement, une LED permettant, seule ou en association avec d'autres LEDs, la réalisation de fonctions d'éclairage autres que les fonctions de signalisation et les fonctions associées aux dispositifs projecteurs disposés à l'arrière des véhicules. Les diodes électroluminescentes présentent un certain nombre d'avantages : - tout d'abord, depuis longtemps, on sait que ce type de diodes ne rayonne pas de façon omnidirectionnelle, mais rayonne dans un demi espace opposé à un substrat qui supporte la jonction P-N de la diode considérée ; ainsi, en utilisant un rayonnement plus directif que les lampes halogènes, ou à décharge, de l'état de la technique, la quantité d'énergie perdue est moins importante qu'avec les lampes à décharge ou halogènes ; - ensuite, on a récemment perfectionné ces diodes en terme d'intensité de puissance de rayonnement. De plus, les diodes fabriquées émettent un rayonnement depuis longtemps dans le rouge, dans l'ambre, mais désormais également dans le blanc, ce qui accroît le champ de leurs utilisations envisageables. La quantité de chaleur qu'elles dégagent est relativement limitée, et un certain nombre de contraintes, liées à la dissipation de la chaleur dans les dispositifs projecteurs de l'état de la technique, disparaissent ; la problématique de dissipation de chaleur demeure cependant importante pour les LEDs de puissance ; - enfin, les diodes consomment moins d'énergie, même à intensité de rayonnement égal, que les lampes à décharge ou les lampes halogènes ; elles sont peu encombrantes, et leur forme particulière offre des possibilités nouvelles pour la réalisation de systèmes optiques optimisant ces avantages spécifiques. De plus en plus, notamment pour répondre à des critères esthétiques souhaités par les constructeurs automobiles, l'utilisation des LEDs s'est développée. Cette utilisation permet notamment la réalisation de dispositifs signalisation présentant des volumes originaux, en disposant par exemple les LEDs tridimensionnellement, c'est-à-dire sur un substrat support non plan, au sein des dispositifs projecteurs considérés, ou encore en utilisant des éléments de type guide de lumière. Il a également été proposé, dans le brevet FR2905448, un système optique faisant intervenir un module de diffusion associé à des LEDs, et qui se décompose en trois zones principales : - une zone d'entrée comportant au niveau de la face d'entrée, un premier dispositif optique dont la fonction est de collimater dans l'épaisseur d'entrée de l'écran de diffusion les rayons lumineux reçus depuis la LED. - une zone centrale de l'écran de diffusion, formant la continuité de la zone d'entrée. Elle comporte un deuxième dispositif optique pour recevoir les faisceaux collimatés dans l'épaisseur du module par le premier dispositif optique, et les collimater dans la largeur du module de diffusion. - une zone de sortie, formant la continuité de la zone centrale, conférant au module de diffusion ayant un aspect de guide de lumière. Cette zone de sortie comporte un troisième dispositif optique permettant de conférer l'aspect de guide de lumière et d'assurer un étalement vertical des rayons lumineux en sortie du module de diffusion. Cependant même si le module de diffusion décrit dans FR2905448 produit des faisceaux lumineux globaux satisfaisants en terme de photométrie, c'est-à-dire en terme d'intensité lumineuse émise, il présente une surface d'émission apparente suffisante pour la norme ECE mais difficilement réalisable pour la norme SAE qui exige une surface éclairée minimum (50 cm2) pour la fonction stop et indicateur de direction. Il existe donc un besoin pour améliorer l'efficience des modules de diffusion permettant de réaliser des fonctions de signalisation, notamment des feux stops.
L'objet de l'invention propose une solution aux problèmes et inconvénients qui viennent d'être exposés. Dans l'invention, on propose un système optique dans lequel la surface apparente d'émission dudit système optique, faisant intervenir un module de diffusion du type de celui décrit, est augmentée. A cet effet, on propose, dans l'invention, de disposer au moins une partie du module de diffusion au sein d'un élément de récupération, tel qu'un réflecteur ou un écran de diffusion, et de disposer, sur une zone particulière du module de diffusion, des éléments optiques qui permettent de dévier une partie des rayons lumineux se propageant dans le module de diffusion, de manière à les orienter vers l'élément de récupération, qui est apte à dévier les rayons lumineux vers l'avant du système optique. Ces rayons réorientés participent à une augmentation de la surface éclairante apparente, si bien que le système optique selon l'invention respecte les contraintes réglementaires de différentes normes et permet d'augmenter les possibilités offertes aux stylistes.
L'invention concerne donc essentiellement un système optique pour véhicule automobile, ledit système optique réalisant au moins une fonction optique et comportant notamment : - un ensemble de sources lumineuses de type LED, ledit ensemble comportant au moins une LED, chaque LED du système optique produisant 25 un ensemble de rayons lumineux ; - un module de diffusion, dans lequel se propage au moins une partie des rayons lumineux produits par l'ensemble des sources lumineuses, ledit module de diffusion comportant notamment : - une zone d'entrée pour recevoir au moins une partie des rayons lumineux 30 produits par l'ensemble des sources lumineuses ; - une zone centrale pour assurer la propagation des rayons lumineux au sein du module de diffusion ; - une zone de sortie, au niveau de laquelle sont diffusés, vers l'extérieur du module de diffusion, un premier ensemble de rayons lumineux se 35 propageant dans le module de diffusion ; - un élément de récupération au sein ou au bord de laquelle est disposée au moins une portion de la zone centrale du module de diffusion, ladite portion de la zone centrale du module de diffusion présentant au niveau d'une face supérieure et/ou d'une face inférieure des éléments optiques de découplage aptes à diffuser un deuxième ensemble de rayons lumineux vers l'élément de récupération qui est apte à dévier les rayons lumineux par diffusion, réflexion ou réfraction, vers l'avant du système optique. Le système optique selon l'invention peut comporter, en plus des caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires parmi les suivantes: - les éléments optiques de découplage sont des éléments de type microfacettes ; - les éléments optiques de découplage sont du type microstries ; - les éléments optiques de découplage sont du type éléments microptiques ; - l'élément de récupération est un écran de diffusion se prolongeant en direction de la LED, au-delà des éléments optiques de découplage, les éléments optiques de découplage étant aptes à diffuser au moins en partie ledit deuxième ensemble de rayons lumineux directement vers l'écran de diffusion, l'écran de diffusion présentant un ensemble de motifs optiques aptes à répartir les différents rayons lumineux horizontalement et/ou verticalement en sortie du système optique ; - il comporte une surface de fond non réfléchissante, ou bien réfléchissant une minorité du deuxième ensemble de rayon, et située à l'arrière des éléments optiques de découplages, ladite surface de fond étant colorée ou comprenant des motifs de manière à permettre d'avoir une coloration et/ou un aspect différent selon que le feu est allumée ou éteint ; - l'élément de récupération est un élément réflecteur, avec une surface réfléchissante, les éléments optiques de découplage étant aptes à diffuser au moins en partie ledit deuxième ensemble de rayons lumineux vers la surface réfléchissante dudit réflecteur ; - il comporte un écran de diffusion disposé en vis-à-vis de l'élément 35 réflecteur, ledit écran de diffusion recevant au moins une partie du premier ensemble de rayons lumineux et au moins une partie du deuxième ensemble de rayons lumineux, ledit écran de diffusion présentant un ensemble de motifs optiques aptes à répartir les différents rayons lumineux horizontalement et/ou verticalement en sortie du système optique ; - la zone d'entrée et la zone centrale du module de diffusion ont une épaisseur comprise entre trois millimètres et sept millimètres, notamment quatre millimètres ; - la zone centrale du module de diffusion comporte un dispositif optique apte à modifier l'orientation des rayons lumineux issus de la zone d'entrée du module de diffusion pour les collimater ou les réorienter selon une loi de répartition choisie dans la largeur du module de diffusion ; - la zone de sortie du module de diffusion présente l'aspect d'un guide de lumière, avec une section verticale de forme globalement pseudo circulaire, supportant des stries horizontales pour améliorer la répartition des rayons dans un plan perpendiculaire ; - la zone de sortie du module de diffusion est constituée d'une juxtaposition de lignes de sorties parallèles, décalées horizontalement ; préférentiellement les lignes de sorties supporte une pluralité de zones correspondant à des systèmes optiques de répartition ; - une coupe latérale de la zone de sortie présente, au niveau des lignes de sortie, une forme de "V" ; - la zone d'entrée est constituée par une tranche du module de diffusion ; - la fonction optique réalisée est une fonction optique correspondant à un des feux suivants : feux de type stop/lanterne, indicateurs de direction, recul, brouillard ou feux DRL ; - ladite zone de sortie comprend une face de sortie ayant un profil s'étendant de façon courbée sur toute la largeur du module de diffusion. Les caractéristiques supplémentaires sont associées, selon toutes les combinaisons possibles et dans la mesure où ces caractéristiques supplémentaires ne s'excluent pas mutuellement, dans différents exemples de réalisation de l'objet de l'invention. La présente invention se rapporte également à un véhicule automobile équipé d'un système optique selon l'invention, avec ses caractéristiques principales, et éventuellement une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires qui viennent d'être mentionnées. L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.
Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - aux figures 1-A et 1-B, deux représentations d'un exemple de réalisation de système optique connu de l'état de la technique ; - aux figures 2-A et 2-B, deux représentations d'un premier exemple de réalisation de système optique selon l'invention - aux figures 3-A et 3-B, deux représentations d'un deuxième exemple de réalisation de système optique selon l'invention - aux figures 4-A et 4-B, deux représentations d'un troisième exemple de réalisation de système optique selon l'invention - aux figures 5-A et 5-B, deux représentations d'un quatrième exemple de réalisation de système optique selon l'invention - aux figures 6-A et 6-B, deux représentations d'un cinquième exemple de réalisation de système optique selon l'invention ; - à la figure 7, une représentation schématique du principe général de 20 génération de faisceau lumineux par les systèmes optiques selon l'invention ; - à la figure 8, une représentation d'un sixième exemple de réalisation de système optique selon l'invention ; - aux figures 9 et 10, une première et une deuxième variante de 25 réalisation du sixième mode de réalisation. Les différents éléments apparaissant sur plusieurs figures auront gardé, sauf précision contraire, la même référence. Les figures 1-A et 1-B, représentent respectivement en perspective et en coupe verticale un module de diffusion 200 selon la présente invention. 30 On peut décomposer le module de diffusion 200 en trois zones principales : - Une première zone 110 correspond à une zone d'entrée du module de diffusion 200; elle comporte une face d'entrée 111, au niveau de laquelle au moins une partie importante de rayons lumineux 103 émis, sous la forme d'un cône d'émission 102, par au moins une LED 101 pénètre dans le module de diffusion 200. Avantageusement, c'est la totalité de ces rayons qui pénètre dans l'écran de diffusion 200. Lorsque plusieurs LED 101 sont utilisées, avantageusement, lesdites LEDs sont toutes disposées sur un même substrat non représenté, qui assure leur maintien et leur pilotage. La zone d'entrée 110 se caractérise notamment par une épaisseur d'entrée typiquement comprise entre un et six millimètres, notamment 4 millimètres. Elle comporte, au niveau de la face d'entrée 111, typiquement un premier dispositif optique, non représenté, dont la fonction est de collimater, dans l'épaisseur d'entrée de l'écran de diffusion les rayons lumineux reçus depuis la LED 101. D'une façon générale, l'expression collimater des rayons lumineux dans une dimension (longueur, largeur, épaisseur...) donnée signifie que les faisceaux considérés sont déviés de façon à se propager selon des directions parallèles aux plans délimitant la dimension considérée. Ainsi, dans l'exemple représenté, alors les rayons lumineux collimatés dans l'épaisseur de la zone d'entrée 110 sont horizontaux. Le premier dispositif optique peut par exemple consister en une lentille de Fresnel. D'une manière générale, les différents dispositifs optiques qui sont évoqués dans la présente description font intervenir un ou plusieurs éléments d'optique classique, de type lentilles de Fresnel, dioptres ou prismes. La conception de ces dispositifs optiques est aisée pour tout spécialiste du domaine de la propagation des rayons lumineux. Aussi, les exemples de réalisation des dispositifs optiques qui seront évoqués et/ou représentés sur les figures décrites, ne sont en rien limitatifs, des éléments d'optique classique différents de ceux représentés pouvant tout aussi bien être utilisés pour obtenir une même collimation ou déviation de rayons lumineux. Par exemple, on peut également envisager que le premier dispositif optique comprend des éléments de diffraction, tels que des prismes ou des facettes, permettant de diffracter la lumière lorsque celle-ci rentre dans le module de diffusion. - Une deuxième zone 120, formant la continuité de la zone d'entrée 110, correspond à une zone centrale de l'écran de diffusion 200. Elle comporte un deuxième dispositif optique 121, représenté schématiquement.
La zone centrale 120 présente dans son ensemble la même épaisseur que la zone d'entrée 110. La fonction du deuxième dispositif optique 121 est de recevoir les faisceaux collimatés dans l'épaisseur du module par le premier dispositif optique, et de les collimater dans la largeur du module de diffusion 200. En d'autres termes, les rayons lumineux, après avoir traversé le deuxième dispositif optique 121, sont contenus dans des plans verticaux. Du fait de la première collimation qu'ils ont subie lors du passage dans le premier dispositif optique, les rayons lumineux issus du deuxième dispositif optique 121 peuvent par exemple être parallèles à un axe central du cône d'émission de la LED 101. D'autres orientations des rayons lumineux sont bien évidemment rendues possibles grâce à des conceptions différentes du deuxième dispositif optique 121, notamment grâce à des agencements particuliers des différents éléments optiques constituant le deuxième dispositif optique. On dispose ainsi, en sortie du deuxième dispositif optique 121, d'un flux de rayons lumineux parfaitement pilotés. Un tel type de dispositif optique permettant de collimater les faisceaux dans le sens de la largeur est décrit dans le brevet FR2905448. - Une troisième zone 130, formant la continuité de la zone centrale 120, correspond à une zone de sortie du module de diffusion 200. Elle est caractérisée par une épaisseur de valeur beaucoup plus faible que la valeur de sa largeur û le rapport entre ces deux valeurs étant typiquement compris entre 10 et 25. Une telle caractéristique confère un aspect de guide de lumière au module de diffusion 200 lorsqu'il est regardé par une personne placée face au module de diffusion considéré, lorsque ce dernier est positionné sur un véhicule. La zone de sortie 130 comporte un troisième dispositif optique 131, représenté schématiquement, qui peut se décomposer en deux parties principales : - une première partie est constituée par une tranchée 132, s'étendant sur toute la largeur de la zone de sortie 130, et sur une profondeur suffisante pour intercepter une grande partie des rayons lumineux issus du deuxième système optique 121. La tranchée 132 forme ainsi une zone de vide dans le matériau utilisé pour fabriquer le module de diffusion 200. La tranchée 132 comporte donc une face d'entrée 133 et une face de sortie 134 qui constituent des dioptres. Soit la face d'entrée 133, soit la face de sortie 134, soit encore ces deux faces, présentent des formes appropriées pour provoquer une diffusion de la lumière dans la largeur de la zone de sortie 130 : chaque faisceau lumineux, en sortie de la tranchée 132, est étalé en une pluralité de rayons contenus ici dans un plan horizontal. Par ailleurs, la présence de la tranchée 132 donne l'impression d'une surface apparente éclairée, et non plus d'une source ponctuelle lumineuse, ce qui renforce l'impression de guide de lumière. - une deuxième partie est constituée par une face de sortie 135 du module de diffusion lui-même. Dans l'exemple représenté, la zone de sortie 130 présente une section globalement cylindrique. La face de sortie 135, pseudo-cylindrique supporte des pseudos-stries 136 contiguës pour améliorer la répartition des rayons dans un plan perpendiculaire en créant plusieurs modes entrelacés. Une telle caractéristique assure un étalement vertical des rayons lumineux en sortie du module de diffusion 200, comme montré schématiquement. Le profil de la face de sortie peut dans certains exemples, comme c'est le cas dans l'exemple représenté ici, s'étendre de façon courbée sur toute la largeur du module de diffusion 200, pour s'adapter aux formes exigées par le constructeur. Avantageusement, le module de diffusion 200 est une pièce monobloc, réalisée en un unique matériau transparent, par exemple du type polyméthylméthacrylate (PMMA) ou polycarbonate (PC). Ainsi, on s'affranchit de problèmes de centrages des différents systèmes optiques les uns par rapport aux autres. Le module de diffusion 200 ayant été décrit de manière détaillée aux figures 1A et 1B, toutes les références ne sont pas reprises dans les figures suivantes. De même, les stries 135 ne sont représentées qu'en figure 1B, mais celles-ci peuvent être présentes sur l'ensemble des modes de réalisation selon la présente invention et en particulier, selon les modes représentés aux figures 2A à 5B. En revanche, par souci de clarté, certaines caractéristiques, n'ont pas été représentées en figures 1A et I B. Ces figures 2A à 5B sont décrites ci-après.
Les figures 2-A, et 2-B montrent un exemple de réalisation d'un système optique 210 selon l'invention dans respectivement une première vue, correspondant à une vue tridimensionnelle, et une deuxième position, correspondant à une vue en coupe selon un plan sensiblement vertical. Sur ces figures, on a représenté le module de diffusion 200 dont une extrémité, correspondant à l'extrémité par laquelle les rayons lumineux sont diffusés hors du module de diffusion considéré, est disposée au sein d'une surface réfléchissante 201 d'un élément réflecteur 202. Le module de diffusion 200 présente, au niveau de sa zone centrale 120, une face supérieure 203 et une face inférieure 204, qui constituent les flancs de plus grande dimension du module de diffusion 200. Dans l'exemple représenté, au niveau d'une zone 208, la face supérieure 203 et la face inférieure 204 présentent chacune des microfacettes 205, qui permettent d'intercepter une partie des rayons lumineux 103. Ces microfacettes correspondent à une zone ou la surface globale de l'élément de diffusion est modifiée en un évidement non traversant, créant en décrochement local de la surface de diffusion. On obtient ainsi une petite surface, ou facette, au sein de la surface supérieure 203 ou inférieure 204. Le terme microfacette est employé car cette facette à une surface de l'ordre de 0.5 à 1.5 mm de profondeur. La zone 208 correspond avantageusement à au moins une partie de la zone centrale 120 qui est disposée au sein de l'élément réflecteur 202. Les rayons lumineux 103 sont ainsi décomposés, en sortie du module de diffusion 200, en un premier ensemble 206, diffusés par la zone de sortie 130, et en deuxième ensemble 207, diffusés par les microfacettes 205, qui se comportent comme des réflecteurs, par réflexion interne, redirigeant ces rayons lumineux 103 vers la face opposée à la face supportant la microfacette qui atteindront la la surface réfléchissante 201 de l'élément réflecteur 202. Ainsi, comme montré schématiquement à la figure 7, les systèmes optiques selon l'invention produisent un faisceau lumineux global 700, constitué du premier ensemble de rayons lumineux 206, permettant d'obtenir une intensité lumineuse satisfaisante, répondant aux critères imposés par les différentes réglementations en terme de photométrie, et du deuxième ensemble de rayons lumineux 207, permettant d'obtenir la surface apparente éclairée répondant également aux exigences réglementaires, notamment selon les normes aux Etats-Unis d'Amérique exigeant une surface éclairée apparente d'une surface minimum de 50 cm2. On peut ainsi obtenir une surface éclairante bien supérieure pour une puissance de LEDs donnée comparé aux modules de diffusions de l'art antérieur. L'élément réflecteur 202 a une forme adaptée pour récupérer un 35 maximum de rayons lumineux déviés par les éléments optiques de découplage présents sur la face inférieure 204 et/ou sur la face supérieure 203. Dans l'exemple représenté, l'élément réflecteur 202 suit donc la forme courbée de la zone de sortie 130. Les figures 3-A et 3-B, 4-A et 4-B, 5-A et 5-B, et 6-A et 6-B montrent respectivement, en perspective et selon une coupe verticale : - un deuxième exemple 310 de système optique selon l'invention, comparable au premier exemple décrit aux figures 2-A et 2-B, où les éléments optiques de découplage présents sur les faces supérieures et inférieures sont des éléments de type microstries 301. Ces microstries se présentent comme des sillons sur la surface inférieure 204 ou supérieure 203 et ont un profil compris entre environ 0.1 et 0.5 mm de rayon (par profil on entend la forme de la strie vue en coupe, perpendiculairement à la direction selon laquelle elle s'étend, tel que représenté en figure 3B). La surface de ces microstries peut être polie ou diffusante pour améliorer la répartition spatiale des rayons. Celles-ci peuvent être par exemples parallèles entre elles et/ou suivre le même contour que la zone de sortie, comme illustré en figure 3A. - un troisième exemple 410 de système optique selon l'invention, comparable au premier exemple décrit aux figures 2-A et 2-B, où les éléments optiques de découplage présents sur les faces supérieures et inférieures sont des éléments de type éléments microptiques 401. Ces éléments microptiques 401, correspondent à une pluralité de petites zones, par exemple une pluralité de minidisques avec une surface dont la diffusion est maîtrisée lors de sa fabrication via un micro usinage laser, de diamètre compris entre 2 et 6 dixièmes de millimètres, qui permettent, grâce aux micro-aspérités qu'ils présentent, de diffuser vers l'extérieur du module de diffusion, une partie des rayons lumineux 207. On parle souvent, pour décrire une telle surface de diffusion, de surface micro-optique. De tels éléments sont décrits dans le brevet EP1434000. - un quatrième exemple 510 de système optique selon l'invention, comparable au troisième exemple décrit aux figures 4-A et 4-B. Dans cet exemple, on a ajouté un écran de diffusion 511 disposé en vis-à-vis de l'élément réflecteur 202. L'écran de diffusion présente un ensemble de motifs optiques, tel que des microaspérités (cet écran de diffusion peut être un écran de diffusion classique, par exemple une surface transparente grainée, translucide après grainage ou gravures, ou réalisée avec du matériaux genre PMMA contenant des nodules diffusants, tels ceux décrit dans le brevet FR2796130) aptes à répartir spatialement les différents rayons lumineux horizontalement et/ou verticalement en sortie du système optique 510. Un tel écran de diffusion permet de répondre à des critères de style imposés par les constructeurs, en intervenant de manière précise sur l'orientation des rayons lumineux composant le faisceau lumineux global produit. - un cinquième exemple 610 de système optique selon l'invention, comparable au troisième exemple décrit aux figures 4-A et 4-B. Dans cet exemple, on a modifié la forme de la zone de sortie du module de diffusion utilisé. Dans cet exemple, le module de diffusion 200 utilisé présente une zone de sortie 611 constituée d'une juxtaposition de lignes de sorties 612 parallèles s'étendant sensiblement horizontalement et dont la face de sortie des rayons lumineux est sensiblement verticale. La disposition des lignes de sorties 612 est telle qu'une coupe latérale de la zone de sortie 611, au niveau des lignes de sortie 612, présente une forme globale de "V", la pointe du "V" étant dirigée vers la zone centrale du module de diffusion 200.
Chaque branche du V présente une structure en escalier dont les pans verticaux correspondent aux lignes de sorties et supportent de mini systèmes optiques, genre pseudo tores qui assurent la répartition spatiale des faisceaux de rayons pour satisfaire la fonction cible. Une telle réalisation permet également de modifier l'aspect du faisceau lumineux global produit par le système optique selon l'invention réalisant ainsi un aspect linéaire en accord avec des exigences de style. On peut également créer d'autres formes de zone de sortie 130, avec les mêmes fonctions optiques. Ainsi la figure 9 décrit un système optique selon l'invention, comparable à l'exemple décrit aux figures 6-A et 6-B. Dans cet exemple, on a modifié la forme de la zone de sortie du module de diffusion utilisé. Dans cet exemple, la disposition des lignes de sorties 612 est telle qu'une coupe latérale de la zone de sortie 611, au niveau des lignes de sortie 612, présente une forme globale en rampe d'escalier, dont le bas est dirigée vers la zone centrale du module de diffusion 200.
Ces différents concepts permettent de fournir aux stylistes des possibilités de réalisation différentes en apparence. La fonction de signalisation finale étant toujours remplie. Bien que dans les modes de réalisation illustrés, l'élément réflecteur 202 est situé de part et d'autre du module de diffusion 200, il est possible de n'avoir un réflecteur que d'un côté de l'élément de diffusion (en haut ou en bas). Dans ce cas là, l'élément de diffusion est situé au bord de l'élément réflecteur (et non au sein de celui-ci) et les éléments permettant aux rayons lumineux de sortir du module de diffusion, sont positionnés sur seulement l'une des faces du module de diffusion de manière à permettre ces rayons lumineux de sortir en direction de la surface réfléchissante de l'élément réflecteur. De même, le réflecteur peut être un miroir qui peut avoir une surface quelconque mais renvoyant l'essentiel des rayons vers l'avant (selon la direction de sortie des rayons du feu complet). Par exemple, la surface peut être décrite par une forme mathématique simple, comme un plan, un paraboloïde, ou bien par des formes plus complexe, surface à sections de paraboloïde, surface gauche (surface non réglée), ou surface irrégulière Parmi les autres modes de réalisation possible, on peut également envisager un mode de réalisation ou l'écran de diffusion vient envelopper l'avant du module de diffusion, au-delà des éléments permettant aux rayons lumineux de sortir du module de diffusion. Ainsi, des rayons qui sortiront du module de diffusion, atteindront directement l'écran de diffusion sans être réfléchis. Le réflecteur peut ainsi être une surface quelconque, notamment une surface gauche.
Un tel exemple de réalisation est représenté en figure 8, où les différents éléments sont représentés de façon schématique. Le module de diffusion 200, traverse une surface de fond 802, qui est dans l'exemple illustré une surface gauche réfléchissante. L'élément de diffusion 200 a la même structure que celle décrite en figure 1. Une LED 101 est placé à une de ses extrémités et un écran de diffusion 511 est placé devant l'autre extrémité. Des éléments de découplage 401, permettant aux rayons lumineux de sortir du module de diffusion 200, sont situés entre la surface réfléchissante 802 et l'écran de diffusion 511. Ce dernier est du même type que celui décrit en figure 5-B, mais vient englober la partie avant du module de diffusion 200, et se prolonge ainsi vers l'arrière, c'est-à-dire en direction de la LED, au-delà des éléments de découplage 401. Une partie 207bis des rayons lumineux diffusés provient donc des rayons sortant du guide de lumière après avoir rencontré l'élément de découplage 401 et atteignant directement l'écran de diffusion 511. Une autre partie des rayons diffusés provient des rayons (non représentés) réfléchis par la surface réfléchissante 802. Et une autre partie 206 provient des rayons sortant du module de diffusion au niveau de la zone de sortie 130 du module de diffusion. Le rôle de la surface réfléchissante 802 est ainsi moins important pour la génération du faisceau que dans les variantes précédentes. Si l'écran de diffusion se prolonge suffisamment à l'arrière, peu de rayons seront réfléchis par cette surface réfléchissante 802. Selon d'autres variantes de réalisation, la surface de fond 802 située entre les éléments de découplage 401 et la zone d'entrée de la lumière émise par les LEDs peut même être non réfléchissante. Il est ainsi possible de lui conférer une fonction non photométrique, par exemple une fonction esthétique. Ainsi, on peut par exemple donner une coloration à cette surface de fond 802. Dans le cadre d'un élément de diffusion 511 non coloré, lorsque la LED 101 n'éclaire pas, la couleur de la surface de fond 802 est visible à travers l'écran de diffusion, et lorsque la LED 101 est allumée la couleur émise par le module de diffusion 200 donne la couleur émise par le faisceau. On a donc une coloration différente selon que le module est allumé ou éteint. Evidemment, l'écran de diffusion 511 peut également être coloré. La coloration du dispositif éteint est ainsi la combinaison de celle de l'écran de diffusion 511 et de la surface de fond 802.
Les couleurs de la surface de fond 802, peuvent êtres obtenues au moyen de différentes techniques : par revêtement métallisé colorée ou par peinture. On peut également envisager un réflecteur en polycarbonate transparent, dans lequel les rayons vont se propager par réflexion totale. On peut dans ce cas métalliser la surface arrière avec la coloration désirée. On peut encore choisir une surface de fond en matière opalescente, colorée ou non. On peut également envisager d'avoir des motifs sur cette surface visible avec les LEDs 101 éteintes ou même, si la surface est légèrement réfléchissante vis-à-vis des rayons sortant du module de diffusion, avec les LEDs allumées. Les motifs peuvent être obtenus par différentes façons, tel que grainage, gravure, abrasion laser, etc... On peut ainsi par différentes combinaisons obtenir différentes signatures lumineuses ou éteintes, avec différentes formes et couleurs. Les différents modes de réalisation d'écran de diffusion, de surface de fond, de forme de la zone de sortie et d'éléments de découplage peuvent se combiner de manière à obtenir un faisceau en deux parties comme décrit en figure 7. Ainsi, le mode de réalisation représenté en figure 9, combine une zone de sortie 611 en escalier à un écran de diffusion et une surface de fond 802 correspondants à ceux de la figure 8 (en figure 9, différents éléments ont été identifiés avec les mêmes références qu'en figure 8, pour permettre la comparaison de ces modes de réalisation). Egalement, le module de diffusion est préférentiellement monobloc, mais l'on peut envisager de le réaliser en différents morceaux ajustés ou accolés pour conserver les mêmes fonctions optiques, notamment la collimation et le découplage des rayons. De même, il est possible d'utiliser plusieurs modules de diffusions associés à un même écran de diffusion et/ou une même surface de fond. Ainsi, la figure 10 représente trois modules de diffusion 200 empilés. Une surface de fond 802 présente un orifice à travers lequel passe l'ensemble des modules de diffusion 200. L'écran de diffusion 511 enveloppe l'ensemble de la surface éclairante composée par les zones de sorties 130 des trois modules de diffusion 200. On peut ainsi conserver les mêmes modes de réalisation que précédemment, mais en augmentant leur puissance ou bien en conservant la puissance du dispositif, mais en diminuant la puissance des LEDs. Comme vu précédemment, la zone de sortie forme la continuité de la zone centrale du module de diffusion, conférant au module de diffusion un aspect de guide de lumière. Cette zone de sortie correspond à l'extrémité visible du guide de diffusion et a un aspect de tranche de guide de lumière, qui peut prendre différentes formes (Lignes, escaliers, sortie à 90,...), conférant ainsi un aspect différent à la signature éteinte et allumée. Le module de diffusion peut également avoir des formes variées étudiées pour permettre la lumière émise par les LEDs de se propager en partie jusqu'à la zone de sortie du module de diffusion.35

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS1. Système optique (210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610) pour véhicule automobile, ledit système optique réalisant au moins une fonction optique et 5 comportant notamment : - un ensemble de sources lumineuses de type LED (101), ledit ensemble comportant au moins une LED, chaque LED du système optique produisant un ensemble de rayons lumineux (103) - au moins un module de diffusion (200), dans lequel se propage au 10 moins une partie des rayons lumineux produits par l'ensemble des sources lumineuses (101), ledit module de diffusion comportant notamment : - une zone d'entrée (110) pour recevoir au moins une partie des rayons lumineux produits par l'ensemble des sources lumineuses (101) ; - une zone centrale (120) pour assurer la propagation des rayons lumineux 15 (103) au sein du module de diffusion (200) ; - une zone de sortie (130 ; 611), au niveau de laquelle sont diffusés, vers l'extérieur du module de diffusion, un premier ensemble (206) de rayons lumineux se propageant dans le module de diffusion (200) ; caractérisé en ce que le système optique comporte un élément de 20 récupération (202, 511) au sein ou au bord de laquelle est disposée au moins une portion (208) de la zone centrale (120) du module de diffusion (200), ladite portion de la zone centrale du module de diffusion présentant au niveau d'une face supérieure (203) et/ou d'une face inférieure (204) des éléments optiques de découplage (205 ; 301 ; 401) aptes à diffuser un 25 deuxième ensemble (207) de rayons lumineux vers l'élément de récupération qui est apte à dévier les rayons lumineux par diffusion, réflexion ou réfraction, vers l'avant dudit système optique.
  2. 2. Système optique (210) selon la revendication précédente caractérisé en ce que les éléments optiques de découplage sont des éléments de type 30 microfacettes (205).
  3. 3. Système optique (310) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments optiques de découplage sont du type microstries (301).
  4. 4. Système optique (410 ; 510 ; 610) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments optiques de découplage sont du type éléments 35 microptiques (401)
  5. 5. Système optique selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de récupération est un écran de diffusion (511) se prolongeant en direction de la LED (101), au-delà des éléments optiques de découplage (401), les éléments optiques de découplage (401) étant aptes à diffuser au moins en partie (207bis) ledit deuxième ensemble de rayons lumineux directement vers l'écran de diffusion (511), ledit écran de diffusion présentant un ensemble de motifs optiques aptes à répartir les différents rayons lumineux horizontalement et/ou verticalement en sortie du système optique.
  6. 6. Système optique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une surface de fond (802) non réfléchissante, ou bien réfléchissant une minorité du deuxième ensemble de rayon (207), et située à l'arrière des éléments optiques de découplages (401), ladite surface de fond étant colorée ou comprenant des motifs de manière à permettre d'avoir une coloration et/ou un aspect différent selon que le feu est allumée ou éteint.
  7. 7. Système optique selon l'une au moins des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit élément de récupération est un élément réflecteur (202), avec une surface réfléchissante (201), les éléments optiques de découplage (205 ; 301 ; 401) étant aptes à diffuser au moins en partie ledit deuxième ensemble (207) de rayons lumineux vers la surface réfléchissante dudit réflecteur (202).
  8. 8. Système optique (510) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte un écran de diffusion (511) disposé en vis-à-vis de l'élément réflecteur (202), ledit écran de diffusion recevant au moins une partie du premier ensemble (206) de rayons lumineux et au moins une partie du deuxième ensemble (207) de rayons lumineux, ledit écran de diffusion (511) présentant un ensemble de motifs optiques aptes à répartir les différents rayons lumineux horizontalement et/ou verticalement en sortie du système optique.
  9. 9. Système optique (210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610) selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que la zone d'entrée (110) et la zone centrale (120) du module de diffusion (200) ont une épaisseur comprise entre trois millimètres et sept millimètres, notamment quatre millimètres.
  10. 10. Système optique (210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610) selon l'une au moinsdes revendications précédentes caractérisé en ce que la zone centrale (120) du module de diffusion (200) comporte un dispositif optique (121) apte à modifier l'orientation des rayons lumineux (103) issus de la zone d'entrée (110) du module de diffusion pour les collimater ou les réorienter selon une loi de répartition choisie dans la largeur du module de diffusion (200).
  11. 11. Système optique (210 ; 310 ; 410 ; 510) selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que la zone de sortie (130) du module de diffusion présente l'aspect d'un guide de lumière, avec une section verticale de forme globalement pseudo circulaire, supportant des stries horizontales (136) pour améliorer la répartition des rayons dans un plan perpendiculaire.
  12. 12. Système optique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que la zone de sortie (611) du module de diffusion (200) est constituée d'une juxtaposition de lignes (612) de sorties parallèles, décalées horizontalement.
  13. 13. Système optique (610) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'une coupe latérale de la zone de sortie (611) présente, au niveau des lignes (612) de sortie, une forme de "V".
  14. 14. Système optique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que la zone d'entrée est constituée par une tranche du module de diffusion.
  15. 15. Système optique (210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 610) selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que la fonction optique réalisée est une fonction optique correspondant à un des feux suivants : feux de type stop/lanterne, indicateurs de direction, recul, brouillard ou feux DRL.
  16. 16. Système optique selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite zone de sortie (130) comprend une face de sortie ayant un profil s'étendant de façon courbée sur toute la largeur du module de diffusion (200).30
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