FR3026819A1 - Dispositif lumineux a deux zones pour vehicule automobile, et feu muni d'un tel dispositif lumineux - Google Patents

Dispositif lumineux a deux zones pour vehicule automobile, et feu muni d'un tel dispositif lumineux Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif lumineux à deux zones, notamment pour véhicule automobile, comprenant une surface de transmission (3) apte à transmettre des rayons lumineux et au moins une source de lumière apte à émettre des rayons lumineux pour former un faisceau de lumière vers la surface de transmission (3). Le dispositif comprend en outre des moyens de répartition configurés pour, d'une part, distribuer le faisceau de lumière sur une première zone dispersive (10) de la surface de transmission (3), et d'autre part, distribuer le faisceau de lumière sur une deuxième zone dispersive (11) de la surface de transmission (3), la première zone dispersive (10) étant apte à transmettre le faisceau de lumière avec un premier angle d'ouverture, et la deuxième zone dispersive (11) étant apte à transmettre le faisceau de lumière avec un deuxième angle d'ouverture.

Description

Dispositif lumineux à deux zones pour véhicule automobile, et feu muni d'un tel dispositif lumineux.
La présente invention concerne un dispositif lumineux à deux zones pour véhicule automobile, et un feu, notamment antibrouillard, muni d'un tel dispositif lumineux. Les feux de véhicule automobile, généralement situés à l'arrière du véhicule, sont des dispositifs lumineux qui comprennent une ou plusieurs sources de lumière et une glace qui ferme le feu. De façon simplifiée, la source lumineuse émet des rayons lumineux pour former un faisceau lumineux qui est dirigé vers la glace afin de produire une plage éclairante qui transmet la lumière à l'extérieur du véhicule. La couleur de la plage éclairante est caractéristique de la fonction ou du type de feu. Ainsi, on sait qu'une plage éclairante de couleur blanche indique que le feu est un feu de marche arrière, qu'une plage éclairante de couleur ambre est un indicateur de direction, et qu'une plage éclairante de couleur rouge est un feu de position arrière ou un feu stop, le feu stop étant d'une luminosité plus intense. Il existe aussi les feux rouges antibrouillard, dont l'intensité est encore plus forte pour être visible dans des conditions climatiques difficiles, telles que du brouillard, des fortes pluies ou des chutes de neige. En plus de la couleur, ces feux doivent répondre à des réglementations d'intensité et de visibilité notamment.
Ainsi, l'arrière d'un véhicule comporte une pluralité de plages éclairantes, chaque plage éclairante ayant une couleur propre à chaque fonction. La source de lumière a une intensité lumineuse choisie par rapport au type de feu. Chacune des plages éclairantes étant en outre produite par au moins une source lumineuse différente, on multiplie le nombre de dispositifs lumineux sur le véhicule. Les sources lumineuses sont par exemple des diodes électroluminescentes. Ce nombre important de sources lumineuses a un impact sur le coût de fabrication des feux, notamment lorsque les sources lumineuses sont des diodes électroluminescentes ou des diodes laser. La configuration et le positionnement des plages éclairantes peuvent en outre être limités, certaines configurations de plages éclairantes étant difficiles à obtenir, car il faut s'assurer que les sources lumineuses éclairent bien la plage éclairante correspondante sans éclairer une plage éclairante destinée à une autre fonction.
L'invention vise donc à obtenir un dispositif lumineux configuré pour réduire le nombre de sources lumineuses sur un véhicule et pour apporter de nouvelles possibilités de disposition et de design des différents feux. Pour cela, l'invention concerne un dispositif lumineux à deux zones, notamment pour véhicule automobile, comprenant une surface de transmission apte à transmettre des rayons lumineux et au moins une source de lumière apte à émettre des rayons lumineux pour former un faisceau de lumière vers la surface de transmission.
Le dispositif est remarquable en ce qu'il comprend en outre des moyens de répartition configurés pour, d'une part, distribuer le faisceau de lumière sur une première zone dispersive de la surface de transmission, et d'autre part, distribuer le faisceau de lumière sur une deuxième zone dispersive de la surface de transmission, la première zone dispersive étant apte à transmettre le faisceau de lumière avec un premier angle d'ouverture, et la deuxième zone dispersive étant apte à transmettre le faisceau de lumière avec un deuxième angle d'ouverture. Ainsi, le dispositif utilise la ou les mêmes sources de lumière pour éclairer deux zones dispersives différentes. On évite par conséquent d'avoir à multiplier le nombre de sources de lumière pour des fonctions différentes. En effet, chaque zone dispersive peut remplir une fonction différente, les moyens de répartition servant à orienter le faisceau de lumière de la source de lumière vers l'une ou l'autre des zones.
En outre, il est possible d'agencer aisément les plages éclairantes et de créer des design de feu nouveaux grâce au dispositif, le positionnement des sources par rapport aux plage éclairante que l'on souhaite obtenir ne posant pas de problème. Le dispositif simplifie donc le conception des feux.
Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui pourront être pris ensemble ou séparément : le premier angle d'ouverture et le deuxième angle d'ouverture ont des valeurs différentes, les moyens de répartition sont configurés pour distribuer alternativement le faisceau de lumière sur la première et sur la deuxième zone à une fréquence non perceptible par l'oeil, la première et/ou la deuxième zone dispersive comporte des motifs dispersifs, les motifs dispersifs ont une forme de coussinet répartis uniformément sur la surface de transmission, les coussinets présentent une courbure, la courbure des coussinets présente un rayon de courbure constant, les coussinets de la première zone et de la deuxième zone ont des rayons de courbure différents, la première et/ou la deuxième zone dispersive comporte des motifs holographiques, les moyens de répartition sont des moyens de balayage de la surface de transmission, configurés pour balayer la surface de transmission avec une amplitude de balayage correspondant aux dimensions de la zone dispersive sur laquelle le faisceau est distribué, les moyens de balayage sont munis d'un ou deux micro-miroirs mobiles configurés pour balayer la surface de transmission par le faisceau de lumière selon une première direction et/ou une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à la première direction, la source de lumière comporte au moins une diode laser, les moyens de répartitions sont une matrice de micro-miroirs, la source de lumière comporte au moins une diode électroluminescente, la source de lumière est d'intensité constante, ledit dispositif comprend un système optique configuré pour collimater les rayons lumineux provenant de la source de lumière pour former le faisceau de lumière, ledit dispositif comprend une glace comportant la surface de transmission. L'invention se rapporte également à un feu comprenant un tel dispositif lumineux à deux zones. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description suivante qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter, accompagnée des dessins joints : - la figure 1 illustrant de façon schématique une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 illustrant de façon schématique une vue de dessus du mode de réalisation de la figure 1, - la figure 3 illustrant de façon schématique une glace munie de deux zones, - la figure 4 illustrant de façon schématique l'angle d'ouverture des faisceaux produits par les deux zones, - la figure 5 illustrant de façon schématique un agrandissement d'une partie de la surface de transmission munie de coussinets, - la figure 6 illustrant de façon schématique le passage de rayons lumineux dans un coussinet. Les figures 1 et 2 représentent un mode de réalisation d'un feu de véhicule automobile, par exemple d'un feu arrière, comprenant un dispositif lumineux 1 selon l'invention. Le dispositif lumineux 1 comprend une source de lumière 2 apte à émettre des rayons lumineux pour former un faisceau de lumière et une surface de transmission 3 apte à transmettre les rayons lumineux. De préférence, la source de lumière est d'intensité constante, mais elle peut aussi être d'intensité variable selon la fonction du feu souhaitée.
La surface de transmission 3 est par exemple agencée sur la glace référencée 6 de fermeture du feu. Dans une première variante, représentée sur les figures 1 et 2, la surface de transmission 3 est la face interne de la glace 6. Elle peut aussi être un élément distinct de la glace 6, par exemple un écran de transmission agencé dans le feu devant la glace 6. Le faisceau de lumière qui est issu de la source de lumière 2 est destiné à venir éclairer la surface de transmission 3. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, la source de lumière 2 est une source laser comprenant par exemple une diode laser, émettant un rayonnement dont la longueur d'onde est choisie pour obtenir la couleur correspondant à la fonction du feu sur la glace 6. Alternativement, on dispose un dispositif de conversion de longueur d'onde, par exemple une plaque phosphore, sur le trajet du faisceau de lumière, pour transformer la longueur d'onde du rayonnement laser et obtenir ainsi la couleur souhaitée. La source de lumière 2 peut aussi comprendre un dispositif optique combinant en un seul faisceau plusieurs rayonnements lasers, par exemple à l'aide de fibres optiques ou de dispositifs tirant profit des polarisations différentes de différentes sources laser ou de miroirs dichroïques.
Dans un second mode de réalisation, non représenté sur les figures, la source de lumière 2 est une ou plusieurs diodes électroluminescentes. Pour ces deux modes de réalisation, le dispositif 1 est pourvu d'un système optique 5 configuré pour collimater les rayons lumineux provenant de la source 2 afin de former le faisceau de lumière. Le système optique 5 est par exemple une lentille unique de collimation, et peut aussi comporter un réflecteur. Selon la source de lumière 2 et le système optique 5 choisis, le faisceau de lumière peut projeter sur la face de transmission 3 une trace lumineuse qui a une forme de point, de tache plus large, voire une marque oblongue. Selon l'invention, tel que cela est représenté sur les figures 3 et 4, la surface de transmission 3 est agencée sur la glace 6 qui ferme le feu et comprend au moins deux zones dispersives, une première zone dispersive 10 apte à transmettre le faisceau de lumière avec un premier angle d'ouverture 12 et une deuxième zone dispersive 11 apte à transmettre le faisceau de lumière avec un deuxième angle d'ouverture 13. Dans cette invention, on peut également envisager un nombre plus important de zones, et donc autant de fonctions correspondantes. Chaque zone dispersive correspond à une fonction différente du feu. Par exemple, la première zone 10 peut correspondre à un feu antibrouillard, et la deuxième zone 11 à un feu de position. Cependant, d'autres combinaisons et choix de fonctions de feux sont possibles.
Pour être dispersives, les zones 10, 11 comprennent par exemple des motifs dispersifs répartis sur la face de transmission 3. Ainsi, lorsque les rayons lumineux collimatés du faisceau de lumière rencontrent la surface de transmission 3 et la traversent, ils sont dispersés dans toutes les directions. Les dimensions des motifs dispersifs sont choisies de manière à remplir la fonction du feu. Chaque fonction doit répondre à des règlements d'intensité et d'angle de projection du faisceau de lumière. Les motifs sont différents sur chaque zone de sorte que le faisceau dispersé ait un angle d'ouverture différent après chaque zone. Les motifs dispersifs sont de préférence répartis uniformément sur chacune des deux zone 10, 11 de la surface de transmission 3. Ils ont par exemple chacun une forme de coussinet 9 présentant une courbure, ici convexe, de rayon de courbure constant, tel que cela est représenté sur la figure 5. Les coussinets 9 sont sensiblement carrés, avec de préférence des côtés courbes d'une longueur 14 comprise entre 0.3 et 2mm. La figure 6 montre la face de sortie d'un coussinet 9 dont la courbure provoque la déviation des rayons lumineux le traversant. La déviation s'effectue selon un angle cc par rapport à l'axe 15 du coussinet 9. La courbure du coussinet 9 est choisie en fonction de l'angle cc que l'on souhaite, et par conséquent des premier et deuxième angles d'ouverture voulus. Les coussinets de la première zone et de la deuxième zone ont par exemple des rayons de courbure différents.
D'autres motifs dispersifs peuvent être utilisés, tels les motifs holographiques. Les motifs holographiques sont configurés pour disperser le faisceau lumineux passant par la première et/ou la deuxième zone.
En outre, le dispositif 1 comprend des moyens de répartition configurés pour, d'une part, distribuer le faisceau de lumière sur la première zone dispersive 10 et/ou sur la deuxième zone dispersive 11 de la surface de transmission 3. Autrement dit, les moyens de répartition permettent d'orienter le faisceau lumineux, soit sur la première zone dispersive 10 pour obtenir une première fonction du feu, soit sur la deuxième zone dispersive 11 pour avoir une deuxième fonction du feu, soit alternativement sur la première 10 et sur la deuxième zone 11. Dans le dernier cas, les deux zones 10, 11 sont éclairées, les deux fonctions étant utilisées simultanément. De préférence, la distribution alternative est effectuée à une fréquence non perceptible par l'oeil. Ainsi, un observateur a l'illusion que les deux zones sont éclairées en même temps.
Comme le montre la figure 4, la première zone dispersive 10 transmet le faisceau de lumière avec un premier angle d'ouverture 12, et la deuxième zone dispersive 11 transmet le faisceau de lumière avec un deuxième angle d'ouverture 13. Chaque angle d'ouverture 12, 13 correspond à une fonction du feu. Dans cet exemple, la première fonction est un feu antibrouillard et la deuxième fonction est un feu de position arrière, le premier angle d'ouverture 12 étant plus petit que le deuxième angle d'ouverture 13. Ainsi, pour une source lumineuse d'intensité constante, le faisceau lumineux est plus intense après la première zone dispersive 10 qu'après la deuxième zone 11 dispersive. Dans le premier mode de réalisation des figures 1 et 2 utilisant un laser, les moyens de répartition sont des moyens de balayage 4 configurés pour assurer le balayage par le faisceau lumineux de la surface de transmission 3. Le balayage est accompli à une vitesse suffisamment grande pour que l'oeil humain ne perçoive pas le déplacement de la trace lumineuse sur la surface de transmission 3, et observe un éclairage sensiblement constant et uniforme de la partie balayée de la glace 6. Le balayage est effectué sur la zone 10, 11 sélectionnée. Dans le cas d'un éclairage simultané des deux zones 10, 11, le balayage est effectué sur chaque zone l'une après l'autre, soit en entier, soit par parties (par lignes par exemple), dans un processus itératif. Les moyens de balayage 4 ont alors une fréquence de balayage suffisante pour à la fois balayer chaque zone individuellement et passer d'une zone à l'autre sans que l'oeil humain ne le perçoive.
Pour ce mode de réalisation utilisant une source laser, la surface de transmission 3 pourra avantageusement être configurée pour avoir une dispersion suffisante du faisceau en cas de disfonctionnement des moyens de balayages 4. En effet, si le balayage est interrompu, le faisceau laser est figé dans une direction. Il est donc nécessaire d'assurer la sécurité d'un observateur, notamment concernant ses yeux, au moins à partir d'une certaine distance du feu. Avantageusement, la dispersion est suffisante pour assurer cette sécurité après une quinzaine de centimètres par exemple.Bien entendu, d'autres moyens de sécurité alternatifs ou complémentaires peuvent être prévus en cas de défaillances de la source laser ou du système de balayage qui générèrent un risque oculaire pour des observateurs du feu. Le faisceau lumineux provenant de la source de lumière 2 est, avant de frapper la surface de transmission 3, de préférence renvoyé par les moyens de balayage 4 sur un premier miroir 7 qui le réfléchit vers un deuxième miroir 8. Le deuxième miroir 8 réfléchit à son tour le faisceau lumineux vers la surface de transmission 3 de la glace 6 du feu. Les deux miroirs 7, 8 servent à replier le chemin optique du faisceau lumineux pour obtenir un feu compact tout en permettant au faisceau lumineux de balayer la surface de transmission 3 avec une incidence proche de la normale. La figure 2 représente le dispositif lumineux 1 avec le trajet du faisceau lumineux depuis la source de lumière 2 jusqu'à la glace 6. Dans l'exemple des figures 1 et 2, les moyens de balayage 4 sont un micro-miroir mobile, permettant de balayer la surface de transmission 3 par réflexion du faisceau lumineux selon une première direction de la surface de transmission 3, qui est par exemple horizontale. Le micro-miroir est animé d'un mouvement périodique produit par un actionneur (non représenté). Le mouvement du micro-miroir est opéré autour d'un axe de rotation orthogonal à la première direction afin que la trace lumineuse du faisceau lumineux balaye la surface de transmission 3 selon ladite première direction.
Lorsque la trace lumineuse du faisceau lumineux est petite, et a une forme de point lumineux ou de tâche, les moyens de balayage 4 sont également configurés pour balayer la surface de transmission 3 avec le faisceau lumineux selon une deuxième direction. La deuxième direction est de préférence sensiblement perpendiculaire à la première direction afin de produire un mouvement du faisceau qui se déplace aisément sur la surface de transmission 3. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, le micro-miroir est également configuré pour balayer la surface de transmission 3 avec le faisceau lumineux selon la deuxième direction. Autrement dit, c'est le même micro-miroir qui balaye la surface de transmission 3 avec le faisceau lumineux selon les deux directions. Le micro-miroir suit donc un autre mouvement, par exemple de rotation autour d'un deuxième axe de rotation perpendiculaire au précédent. Ainsi, le micro-miroir permet à la trace lumineuse du faisceau lumineux de balayer à la fois horizontalement et verticalement la surface de transmission 3. Une variante de réalisation, non représentée sur les figures, consiste à utiliser un deuxième micro-miroir pour faire balayer le faisceau lumineux selon la deuxième direction. Dans ce cas, les moyens de balayage 4 sont munis de deux micro-miroirs disposés l'un à la suite de l'autre sur le chemin optique du faisceau, chacun ayant pour fonction de faire balayer au faisceau lumineux la surface de transmission 3 selon une des deux directions.30 Dans la description, les micro-miroirs mentionnés comme moyen de balayage sont par exemple de type MEMS (pour « Micro-Electro-Mechanical Systems » en anglais ou microsystème électromécanique). Cependant, l'invention n'est nullement limitée à ce moyen de balayage et peut utiliser d'autres sortes de moyens de balayage, telle une série de miroirs agencés sur un élément rotatif, la rotation de l'élément engendrant un balayage de la surface de transmission par le faisceau lumineux. Pour le deuxième mode de réalisation non représenté sur les figures, et utilisant des diodes électroluminescentes, les moyens de répartition sont par exemple une matrice de micro-miroir de type DMD (pour « Digital Micromirror Device » en anglais), qui dirige le faisceau lumineux par réflexion. Le faisceau lumineux est réfléchi au choix selon deux directions, soit vers la première zone 10 dispersive, soit vers la deuxième zone 11 dispersive.
Chaque micro miroir peut pivoter entre deux positions fixes, une première position dans laquelle les rayons lumineux incidents sont réfléchis vers la première zone dispersive, et une deuxième position dans laquelle les rayons lumineux incidents sont réfléchis vers la deuxième zone dispersive 10, 11. Les deux positions fixes sont orientées de la même manière pour tous les micro miroirs et forment entre elles un angle caractéristique de la matrice de micro miroirs. En outre, ce dispositif peut avantageusement être utilisé pour afficher des pictogrammes, qui peuvent notamment être dynamiques. Les moyens de répartition sont alors configurés pour distribuer le faisceau lumineux sur la surface de transmission de manière à faire apparaître le ou les pictogrammes.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif lumineux (1) à deux zones, notamment pour véhicule automobile (30), comprenant une surface de transmission (3) apte à transmettre des rayons lumineux et au moins une source de lumière (2) apte à émettre des rayons lumineux pour former un faisceau de lumière vers la surface de transmission (3), caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de répartition configurés pour, d'une part, distribuer le faisceau de lumière sur une première zone dispersive (10) de la surface de transmission (3), et d'autre part, distribuer le faisceau de lumière sur une deuxième zone dispersive (11) de la surface de transmission (3), la première zone dispersive (10) étant apte à transmettre le faisceau de lumière avec un premier angle d'ouverture (12), et la deuxième zone dispersive (11) étant apte à transmettre le faisceau de lumière avec un deuxième angle d'ouverture (13).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier angle d'ouverture (12) et le deuxième angle d'ouverture (13) ont des valeurs différentes.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de répartition sont configurés pour distribuer alternativement le faisceau de lumière sur la première (10) et sur la deuxième zone (11) à une fréquence non perceptible par
  4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première (10) et/ou la deuxième zone dispersive (11) comporte des motifs dispersifs.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les motifs dispersifs ont une forme de coussinet (9) répartis uniformément sur la surface de transmission (3) et présentant une courbure.
  6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la courbure des coussinets (9) présente un rayon de courbure constant.
  7. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les coussinets (9) de la première zone (10) et de la deuxième zone (11) ont des rayons de courbure différents.
  8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première (10) et/ou la deuxième zone dispersive (11) comporte des motifs holographiques.
  9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de répartition sont des moyens de balayage (4) de la surface de transmission (3), configurés pour balayer la surface de transmission (3) avec une amplitude de balayage (12) correspondant aux dimensions de la zone dispersive (10, 11) sur laquelle le faisceau est distribué.
  10. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de balayage (4) sont munis d'un ou deux micro-miroirs mobiles configurés pour balayer la surface de transmission (3) par le faisceau de lumière selon une première direction et/ou une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à la première direction.
  11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la source de lumière (2) comporte au moins une diode laser.
  12. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de répartitions sont une matrice de micro-miroirs.
  13. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la source de lumière (2) comporte au moins une diode électroluminescente.
  14. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de lumière (2) est d'intensité constante.
  15. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un système optique (5) configuré pour collimater les rayons lumineux provenant de la source de lumière (2) pour former le faisceau de lumière.
  16. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une glace (6) comportant la surface de transmission (3).
  17. 17. Feu de véhicule automobile comprenant un dispositif lumineux (1) à deux zones selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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