FR3026824A1 - Dispositif lumineux a repliement de faisceau lumineux, notamment pour vehicule automobile, et feu muni d'un tel dispositif lumineux. - Google Patents

Dispositif lumineux a repliement de faisceau lumineux, notamment pour vehicule automobile, et feu muni d'un tel dispositif lumineux. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif lumineux (1) à repliement de faisceau lumineux, notamment pour véhicule automobile, 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 le faisceau lumineux vers la surface de transmission (3). Le dispositif comprend en outre des moyens de balayage (4) configurés pour opérer un balayage de la surface de transmission (3) par le faisceau lumineux, et au moins un premier (7) et un deuxième (8) miroirs, le premier miroir (7) étant agencé de manière à recevoir le faisceau lumineux provenant de la source de lumière (2) et à le réfléchir à destination du deuxième miroir (8), le deuxième miroir (8) étant configuré pour recevoir ce faisceau lumineux et à le réfléchir en direction de la surface de transmission (3).

Description

Dispositif lumineux à repliement de faisceau lumineux, notamment pour véhicule automobile, et feu muni d'un tel dispositif lumineux.
La présente invention concerne un dispositif lumineux à repliement de faisceau lumineux, notamment pour véhicule automobile, et un feu 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.
En outre, on souhaite utiliser d'autres technologies que les lampes à incandescence ou les diodes électroluminescentes pour ces dispositifs. Ainsi, il existe des diodes lasers qui peuvent avantageusement remplacer les diodes électroluminescentes, en particulier si l'on souhaite faire varier l'apparence du feu dans de nombreuses configurations. Cependant, pour ce faire et pour que les variations de luminance de la plage éclairante soient perceptibles par les conducteurs d'autres véhicules, le faisceau produit par la diode laser doit balayer une zone de surface importante sous l'action de moyens de balayage fonctionnant à une fréquence suffisamment élevée pour que l'oeil humain ne perçoive pas le mouvement. Les moyens de balayage connus sont par exemple des éléments de type MEMS (pour « Micro-Electro-Mechanical-Systems » en anglais ou microsystèmes électromécaniques), comprenant un ou des micro-miroirs qui réfléchissent le faisceau laser sur la zone. Ces micro-miroirs sont animés d'au moins un mouvement rotatif autour d'un axe qui engendre le balayage de la zone selon une première direction. Un second micro-miroir ou un autre mouvement rotatif du premier miroir autour d'un second axe perpendiculaire au premier axe permet de produire un balayage selon deux directions. Le faisceau laser balaye par conséquent la zone avec un angle de balayage défini. Les moyens de balayage sont donc agencés dans le feu avec les autres éléments dans un souci de compacité pour éviter que le feu ne prenne trop de place dans le véhicule. Néanmoins, certaines technologies de MEMS ont des angles de balayage trop petits pour pouvoir balayer la zone en entier. Ceci est tout particulièrement vrai dans le cas où l'on souhaite pouvoir afficher sur le feu des formes qui demandent des zones de balayage larges.
Il est nécessaire, par conséquent, de disposer la source et les moyens de balayage à une distance plus grande de la zone pour pouvoir y parvenir, ce qui nuit à la compacité du dispositif.
L'invention vise donc à obtenir un dispositif lumineux comprenant un faisceau lumineux qui balaie une zone de dimension choisie avec des moyens de balayage de fréquence appropriée, qui améliore la situation et évite les défauts précités.
Pour cela, l'invention concerne un dispositif lumineux à repliement de faisceau lumineux, 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 le faisceau lumineux vers la surface de transmission. Le dispositif est remarquable en ce qu'il comprend en outre des moyens de balayage configurés pour opérer un balayage de la surface de transmission par le faisceau lumineux, et au moins un premier et un deuxième miroirs, le premier miroir étant agencé de manière à recevoir le faisceau lumineux provenant de la source de lumière et à le réfléchir à destination du deuxième miroir, le deuxième miroir étant configuré pour recevoir ce faisceau lumineux et à le réfléchir en direction de la surface de transmission.
Les deux miroirs permettent de replier le faisceau lumineux entre la source de lumière et la surface de transmission, et ainsi de diminuer la distance nécessaire entre ces deux éléments. Par conséquent, l'encombrement du dispositif est réduit. En outre, ce dispositif offre des possibilités de création dans la configuration et le positionnement des différentes plages éclairantes entre elles, ceci à des fins stylistiques.
Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui pourront être pris ensemble ou séparément : le premier miroir, le deuxième miroir, les moyens de balayage et la surface de transmission sont sensiblement agencés aux quatre coins d'un quadrilatère de sorte que le faisceau lumineux passe sensiblement par les deux diagonales du quadrilatère, ledit dispositif comprend au moins un miroir supplémentaire agencé pour recevoir le faisceau lumineux réfléchi par le premier miroir et à le réfléchir en direction du deuxième miroir, le deuxième miroir est sensiblement disposé en regard de la surface de transmission, le deuxième miroir est muni de moyens de réglage de sa position, la surface de transmission comporte des motifs dispersifs, les motifs dispersifs ont une forme de coussinet présentant une courbure convexe, les coussinets sont répartis uniformément sur la surface de transmission, la courbure des coussinets présente un rayon de courbure constant, la surface de transmission comporte des motifs holographiques, les moyens de balayage sont munis d'un ou deux micro-miroirs mobiles configurés pour balayer la surface de transmission avec le faisceau lumineux 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, ledit dispositif comprend un système optique configuré pour collimater les rayons lumineux provenant de la source de lumière pour former le faisceau lumineux, - ledit dispositif comprend une glace comportant la surface de transmission. L'invention se rapporte également à un feu comprenant un tel dispositif lumineux à repliement de faisceau lumineux. 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 à deux miroirs 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 un agrandissement d'une partie de la surface de transmission munie de coussinets, - la figure 4 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 lumineux et une surface de transmission 3 apte à transmettre les rayons lumineux. La surface de transmission 3 est par exemple agencée sur la glace référencée 6 de fermeture du feu. Dans une première variante, représentée sur la figure 1, 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 lumineux 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 lumineux, 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, 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 lumineux. 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 lumineux 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. Pour obtenir un éclairage sensiblement omnidirectionnel en sortie du feu arrière, la surface de transmission 3 est une face dispersive, disposée par exemple sur la glace 6 qui ferme le feu. La face dispersive comprend par exemple des motifs dispersifs répartis sur la face de transmission. Ainsi, lorsque les rayons lumineux collimatés du faisceau lumineux rencontrent la surface de transmission 3 et la traversent, ils sont dispersés dans toutes les directions.
Les motifs dispersifs sont de préférence répartis uniformément sur la surface de transmission 3, et ont par exemple chacun une forme de coussinet 9 présentant une courbure convexe de rayon de courbure constant, tel que cela est représenté sur la figure 3.
Les coussinets 9 sont sensiblement carrés, avec de préférence des côtés courbes d'une longueur 11 comprise entre 0.3 et 2mm. La figure 4 montre la face de sortie d'un coussinet 9 dont la courbure provoque la déviation des rayons lumineux la traversant. La déviation s'effectue selon un angle cc par rapport à l'axe 13 du coussinet 9. La courbure du coussinet 9 est choisie en fonction de l'angle cc que l'on souhaite. Afin de distribuer le faisceau lumineux sur la surface de transmission 3 de sorte qu'elle soit éclairée sensiblement en entier, le dispositif 1 comprend 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 surface de transmission 3.
Selon l'invention, le dispositif comprend deux miroirs, un premier 7 et un deuxième 8, miroirs configurés pour replier le faisceau lumineux entre la source de lumière 2 et la surface de transmission 3. Ainsi, le faisceau lumineux issu de la source de lumière 2 ne parvient pas directement sur la surface de transmission 3. On minimise ainsi les contraintes de disposition de la source de lumière 2 par rapport à la surface de transmission 3, notamment parce qu'une distance suffisamment importante entre eux est nécessaire. En outre, l'utilisation de deux miroirs permet de garder le sens de l'image de la trace lumineuse et de son déplacement, qui est projetée par la source de lumière 2. En effet, la première réflexion inverse le sens de l'image par le premier miroir, alors que le deuxième miroir remet l'image dans le sens originel lorsqu'il réfléchit le faisceau renvoyé par le premier miroir.
Le faisceau lumineux provenant de la source de lumière 2 est, avant de frapper la surface de transmission 3, renvoyé par les moyens de balayage 4 sur le premier miroir 7 qui le réfléchit vers le 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.
Le premier miroir 7, le deuxième miroir 8, les moyens de balayage 4 et la surface de transmission 3 sont agencés sensiblement aux quatre coins d'un quadrilatère. Ils sont positionnés de sorte que le faisceau lumineux passe sensiblement par les deux diagonales du quadrilatère. Cette configuration permet d'optimiser la disposition des éléments les uns par rapport aux autres, et par conséquent, le volume occupé par le dispositif 1. Dans cette configuration, les moyens de balayage 4, disposés à un premier coin du quadrilatère, orientent le faisceau lumineux vers le premier miroir 7 qui est agencé sensiblement au coin opposé, le faisceau lumineux suivant sensiblement une première diagonale du quadrilatère. Le faisceau lumineux est ensuite réfléchi par le premier miroir 7 vers le deuxième miroir 8 disposé à un coin adjacent du quadrilatère, le faisceau suivant sensiblement un côté du quadrilatère qui relie les deux miroirs 7, 8. Le deuxième miroir 8 réfléchit ensuite le faisceau lumineux vers la surface de transmission 3 qui est au coin opposé de celui du deuxième miroir 8, le faisceau lumineux suivant la deuxième diagonale du quadrilatère. Avantageusement, le quadrilatère a sensiblement une forme de losange ou de carré. Dans un autre mode de réalisation, non représenté sur les figures, le dispositif 1 comprend au moins un miroir supplémentaire agencé pour réfléchir le faisceau lumineux entre le premier miroir 7 et le deuxième miroir 8. Chaque miroir supplémentaire permet de replier le faisceau lumineux une fois de plus, et par conséquent de réduire davantage l'encombrement du dispositif 1. Le dispositif 1 peut par exemple comprendre trois ou quatre miroirs de repliement, voire plus. Un dispositif à quatre miroirs offre l'avantage de garder le sens de l'image de la trace lumineuse et de son déplacement, comme dans le mode de réalisation à deux miroirs. Selon l'agencement du dispositif 1, ce dernier aura une configuration de pentagone avec trois miroirs, et d'hexagone avec quatre miroirs.
En outre, le deuxième miroir 8 est disposé de manière à être sensiblement en regard de la surface de transmission 3. Ainsi, le faisceau lumineux est aisément centré sur la surface de transmission 3, avec une incidence voisine de la normale.
Pour faciliter la conception et la fabrication du dispositif, le deuxième miroir 8 est muni de moyens de réglage 10 de sa position. Ces moyens de réglage 10 sont par exemple un système de positionnement à vis qui permet d'orienter et de positionner le miroir 8 selon deux axes de rotation afin de centrer facilement le faisceau lumineux sur la glace 6. De préférence, le réglage est effectué une fois que le premier miroir 7 et les autres éléments du dispositif sont fixés de manière sensiblement définitive. Alternativement, le premier miroir 7 peut également comprendre des moyens de réglage en plus ou à la place du deuxième miroir 8.
Dans l'exemple des figures 1 et 2, les moyens de balayage 4 sont un micro-miroir mobile de type MEMS, 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 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. En outre, ce dispositif peut avantageusement être utilisé pour afficher des pictogrammes, qui peuvent notamment être dynamiques. Les moyens de balayage sont alors configurés pour balayer le faisceau lumineux sur la surface de transmission de manière à faire apparaître le ou les pictogrammes.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS:1. Dispositif lumineux (1) à repliement de faisceau lumineux, notamment pour véhicule automobile, 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 le faisceau lumineux vers la surface de transmission (3), caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de balayage (4) configurés pour opérer un balayage de la surface de transmission (3) par le faisceau lumineux, et au moins un premier (7) et un deuxième (8) miroirs, le premier miroir (7) étant agencé de manière à recevoir le faisceau lumineux provenant de la source de lumière (2) et à le réfléchir à destination du deuxième miroir (8), le deuxième miroir (8) étant configuré pour recevoir ce faisceau lumineux et à le réfléchir en direction de la surface de transmission (3).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier miroir (7), le deuxième miroir (8), les moyens de balayage (4) et la surface de transmission (3) sont sensiblement agencés aux quatre coins d'un quadrilatère de sorte que le faisceau lumineux passe sensiblement par les deux diagonales du quadrilatère.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un miroir supplémentaire agencé pour recevoir le faisceau lumineux réfléchi par le premier miroir (7) et à le réfléchir en direction du deuxième miroir (8).
  4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième miroir (8) est sensiblement disposé en regard de la surface de transmission (3).
  5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième miroir (8) est muni de moyens de réglage (10) de sa position.
  6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de transmission (3) comporte des motifs dispersifs.
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les motifs dispersifs ont une forme de coussinet (9) présentant une courbure convexe.
  8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les coussinets (9) sont répartis uniformément sur la surface de transmission (3).
  9. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la courbure des coussinets (9) présente un rayon de courbure constant.
  10. 10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface de transmission (3) comporte des motifs holographiques.
  11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 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) avec le faisceau lumineux selon une première direction et/ou une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à la première direction.
  12. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de lumière (2) comporte au moins une diode laser.
  13. 13. 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 lumineux.
  14. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une glace (6) comportant la surface de transmission (3).
  15. 15. Feu de véhicule automobile comprenant un dispositif lumineux (1) à repliement de faisceau lumineux selon l'une quelconque des revendications précédentes.10
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