FR3032517A1 - Dispositif lumineux de vehicule - Google Patents

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Abstract

L'invention se rapporte à une pièce optique (1) pour éclairage en matériau transparent, délimitée par au moins une surface d'entrée (2), au moins une première surface de réflexion (3) agencée sensiblement face à la surface d'entrée (2), et une surface de sortie (4). La première surface de réflexion (3) est orientée par rapport à la surface d'entrée principale (2) de façon à ce que des rayons lumineux (13) issus d'une source lumineuse (12) et traversant la surface d'entrée principale (2) soient dirigés par la première surface de réflexion (3) vers la surface de sortie (4). La pièce optique (1) comprend au moins un bord (10) qui s'étend à partir de la surface d'entrée (2) et vers l'extérieur de la pièce optique (1).

Description

1 DISPOSITIF LUMINEUX DE VÉHICULE L'invention concerne un dispositif lumineux de véhicule utilisant une 5 pièce optique et une source lumineuse. Un projecteur avant de véhicule automobile est doté d'une source d'éclairage destinée à illuminer une route devant le véhicule dans des conditions de faible luminosité, afin de permettre au conducteur de conduire son véhicule en toute sécurité, ou de rendre visible le véhicule en conditions 10 diurnes. Pour exemple, on peut notamment citer l'éclairage de croisement (ou LB, initiales anglo-saxonnes mises pour Low Beam), les feux de position (ou PL, initiales anglo-saxonnes mises pour Parking Lights) ou les feux diurnes (ou DRL, initiales anglo-saxonnes mises pour Daytime Running Lamps). Un tel projecteur, notamment pour l'éclairage de croisement, permet de produire un 15 faisceau de lumière permettant d'éclairer la route et dont la distribution lumineuse, observé sur un plan vertical à quelques mètres du véhicule, présente une coupure séparant une zone éclairée par le faisceau et une zone non éclairée, afin de ne pas éblouir les conducteurs de véhicules suivis ou venant en sens inverse. La coupure horizontale, qui est prescrite par la loi, 20 comporte une partie horizontale et une partie inclinée, par exemple, de 15° par rapport à l'horizontale. Les projecteurs de véhicule tels que décrits comprennent typiquement une ou plusieurs sources lumineuses et un réflecteur. Pour assurer la fonction de l'éclairage de croisement, la ou les sources lumineuses et le réflecteur sont 25 arrangés de telle sorte que les rayons lumineux issus de chaque source lumineuse soient dirigés vers l'avant du véhicule et vers le bas sous la coupure. Le réflecteur comprend typiquement une surface incurvée recouverte d'un dépôt en aluminium pour réfléchir la lumière. La source lumineuse se trouve en regard de la surface incurvée du réflecteur. 30 Pour des questions esthétiques, notamment de style extérieur du projecteur, le réflecteur peut être remplacé par une lentille optique pour collimater les rayons lumineux issus de la source lumineuse. La lentille 3032517 2 consiste en une pièce en matériau transparent, placée en avant de la source lumineuse. Cette source lumineuse peut être, par exemple, une source lumineuse à semi-conducteur telle qu'une diode électroluminescente (ou LED, initiales anglo-saxonnes mises pour Light-Emitting Diode).
Cette lentille est habituellement utiliser pour rediriger les rayons lumineux émis par la source lumineuse. Le positionnement de la source lumineuse par rapport à la lentille est au moins en partie dicté par des contraintes thermiques. En effet, la température de la source lumineuse peut générer une détérioration de la lentille. L'objectif de l'invention est de proposer une pièce en matériau transparent et un dispositif lumineux pour véhicule correspondant qui tient compte de ces contraintes thermiques, et dont le rendement est amélioré tout en offrant un encombrement réduit. Pour répondre à cet objectif, l'invention a pour premier objet une pièce optique pour éclairage en matériau transparent, délimitée par : - au moins une surface d'entrée, - au moins une première surface de réflexion agencée sensiblement face à la surface d'entrée principale, et - une surface de sortie, dans laquelle la première surface de réflexion est orientée par rapport à la surface d'entrée principale de façon à ce que des rayons lumineux issus d'une source lumineuse et traversant la surface d'entrée principale soient dirigés par la première surface de réflexion vers la surface de sortie, dans laquelle la pièce optique comprend au moins un bord qui s'étend à partir de la surface d'entrée et vers l'extérieur de la pièce optique.
La pièce optique pour éclairage, en matériau transparent, selon l'invention possède une géométrie compacte, et sa fabrication est donc facilitée et économique. La pièce optique joue à la fois le rôle d'un réflecteur et d'une lentille optique. On peut considérer qu'il s'agit d'un guide de lumière avec une surface réfléchissante.
De cette manière, la pièce optique selon l'invention est destinée à être 3032517 3 utilisée dans un dispositif lumineux, en combinaison avec au moins une source lumineuse placée au niveau de la surface d'entrée, de manière à obtenir un faisceau de lumière résultant issu de la surface de sortie qui soit exploitable pour former un faisceau réglementaire pour un véhicule automobile, 5 notamment un faisceau à coupure. Les difficultés d'ordre thermique sont contournées en éloignant la source lumineuse de la surface d'entrée d'une distance suffisante pour ne pas détériorer la pièce optique, tout en récupérant une partie significative des rayons lumineux qui n'entrent pas dans la surface d'entrée au moyen du bord, 10 autrement appelé tranche, ménagé sur la pièce optique. On notera que la première surface de réflexion collimate les rayons lumineux, entrés dans la pièce optique massive par la surface d'entrée, vers la surface de sortie. Selon un aspect de l'invention, le bord constitue une surface d'entrée 15 supplémentaire pour les rayons lumineux, de manière à ce que des rayons lumineux issus de la source lumineuse qui n'atteignent pas la surface d'entrée principale et traversant la surface d'entrée supplémentaire soient dirigés vers la surface de sortie. Le bord délimite une partie débordante de la surface d'entrée vers 20 l'extérieur de la pièce optique. La partie débordante forme ainsi une marche, autrement appelé épaulement, qui prend naissance sur un plan de la surface d'entrée et qui s'étend vers l'environnement qui entoure la pièce optique. C'est en ce sens que la partie débordante déborde vers l'extérieur. La partie débordante prolonge la surface de sortie, au-dessus de la 25 surface d'entrée. Cette partie débordante, ou surélevée, est en un matériau transparent et possède une surface parallèle à la surface d'entrée. La partie débordante recouvre seulement partiellement la surface d'entrée et elle est délimitée par le bord s'étendant verticalement et 30 constituant la surface d'entrée supplémentaire, de manière à ce que des rayons lumineux issus de la source lumineuse et traversant la surface d'entrée 3032517 4 supplémentaire soient dirigés vers la surface de sortie. De cette façon, une partie des rayons ou faisceaux lumineux issus de la source avec des angles d'émission élevés et n'atteignant pas la surface d'entrée, est récupérée par la surface d'entrée supplémentaire. Le gain lumineux est compris entre 15% et 5 20 % comparé à un dispositif antérieur. La portion de rayons récupérés par l'invention peut atteindre 50% de la lumière émise avec un angle élevé et n'éclairant pas la surface d'entrée. On obtient alors une pièce optique ayant un rendement amélioré. La pièce optique équipée de son bord et/ou de sa partie débordante 10 forme un ensemble unitaire, autrement désigné par le terme monobloc. La pièce optique, le bord et/ou la partie débordante est ainsi issue d'une même opération de moulage, à partir de la même matière constitutive. De manière alternative, la pièce optique peut être formée d'au moins deux pièces fabriquées séparément, en l'occurrence le bord et/ou la partie 15 débordante et un corps de la pièce optique délimité au moins par la surface d'entrée, la surface de réflexion et la surface de sortie. Dans un tel cas, la pièce optique objet de l'invention sera obtenue quand le bord et/ou la partie débordante et un corps de la pièce optique seront rendus solidaire, par exemple par collage. Il importe qu'aucune lame d'air ne soit présente entre la 20 partie débordante et la surface d'entrée une fois la pièce optique constituée. Selon un exemple de réalisation, la surface d'entrée est plane et la première surface de réflexion présente une forme concave vue de la source lumineuse. Ainsi, la surface de réflexion concave permet de réfléchir, par réflexion totale sur l'interface matériau transparent - air, un grand nombre de 25 rayons lumineux issus d'au moins une source lumineuse sous des angles d'émission différents. De manière indépendante ou complémentaire, la surface de sortie est plane. Alternativement, cette surface de sortie pourrait comprendre des stries qui s'étendent selon une direction perpendiculaire au plan dans lequel s'inscrit 30 la surface d'entrée. On peut également prévoir seul ou en combinaison la présence de stries parallèles au plan de la surface d'entrée. De cette manière, 3032517 5 la pièce optique pour éclairage en matériau transparent présente une forme compacte. Lorsque au moins une source lumineuse externe est placée à proximité de la surface d'entrée, l'ensemble obtenu pièce - source lumineuse a alors une faible extension dans la direction du faisceau de lumière résultant 5 issu de la surface de sortie. Selon un aspect de l'invention, la surface d'entrée et la surface de sortie sont en continuité. On comprend ici que ces deux surfaces se rejoignent directement et que seul une arête est formée entre la surface d'entrée et la surface de sortie. En variante, on pourrait prévoir une ou plusieurs surfaces 10 intermédiaires qui relient la surface d'entrée à la surface de sortie. La surface d'entrée et la surface de sortie s'inscrivent chacune dans un plan perpendiculaire, ou sensiblement perpendiculaire (85° à 95°), l'un par rapport à l'autre. Il également prévu que ces plans forment un angle plus marqué.
15 Avantageusement, la surface d'entrée supplémentaire est convexe vue de la source lumineuse. Alternativement, la surface d'entrée supplémentaire peut être plane et parallèle à la surface de sortie. A titre d'exemple, la surface d'entrée supplémentaire est une portion de cylindre dont les génératrices sont parallèles à la surface de sortie.
20 De manière intéressante, la pièce optique objet de l'invention peut comprendre une deuxième surface de réflexion en prolongement de la première surface de réflexion, la deuxième surface de réflexion étant revêtue d'une couche réflective de manière à ce qu'une partie des rayons lumineux issus de la source lumineuse et traversant la surface d'entrée soient réfléchis 25 vers la surface de sortie. Selon un aspect de l'invention, la surface de sortie comporte des éléments unitaires, par exemple des prismes ou des surfaces longitudinales incurvées. De manière complémentaire, la deuxième surface de réflexion 30 comporte des surfaces longitudinales incurvées.
3032517 6 De manière avantageuse, la première surface de réflexion et/ou la deuxième surface de réflexion comportent des surfaces longitudinales incurvées ayant chacune une section convexe. Des surfaces longitudinales incurvées créent également des stries sur 5 la surface de sortie. Ces stries ont l'avantage de pouvoir être moulés facilement grâce à l'absence de bords ou arrêtes. Le matériau transparent de la pièce est, par exemple, choisi parmi du PMMA (initiales anglo-saxonnes mises pour polymethyl methacrylate), du PMMI (initiales anglo-saxonnes mises pour polymethyl methacrylimide) et du 10 polycarbonate. Ces matériaux sont légers, résistants aux conditions environnantes et offrent des très bonnes propriétés optiques. En particulier le PMMA et le PMMI sont transparents jusque dans la partie ultraviolette du spectre. L'invention a pour deuxième objet un dispositif lumineux de véhicule 15 comprenant une pièce optique en matériau transparent conforme à l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus prise seule ou en combinaison et une source lumineuse agencée par rapport à la surface d'entrée de la pièce optique de façon à ce que des rayons lumineux issus de la source lumineuse et traversant la surface d'entrée soient réfléchis par la première surface de 20 réflexion vers la surface de sortie. Le dispositif a un faible encombrement grâce à l'agencement des surfaces de la pièce optique entre elles et l'agencement de la source lumineuse par rapport à la pièce optique. Aussi, la source lumineuse peut être facilement atteinte cas de nécessité de remplacement ou de réparation. Une distance laissée entre la surface d'entrée 25 et la source lumineuse permet des tolérances de positionnement de la source lumineuse. De plus, le matériau transparent de la pièce n'est pas en contact direct avec la source lumineuse et la chaleur produite par cette dernière peut être évacuée de manière optimisée. Le fait que la source lumineuse soit placée au-dessus de la pièce optique, c'est-à-dire avec une surface éclairante 30 perpendiculaire, ou sensiblement perpendiculaire, à la surface de sortie de la pièce de sortie offre de grande latitude pour installer le dispositif lumineux, autrement appelé module optique, à l'intérieur du projecteur. L'espace dans la 3032517 7 direction du faisceau lumineux (direction du véhicule) étant limité, il est avantageux de pouvoir placer la source lumineuse au-dessus de la pièce optique. De manière préférentielle, la source lumineuse est placée au-dessus et 5 au droit de la surface d'entrée. La pièce optique permet alors avec la source lumineuse un agencement très compact et peu encombrant. De plus, cet ensemble a l'avantage d'offrir un rendu visuel très agréable lorsqu'on regarde le projecteur de face, comparé aux arrangements où la source lumineuse est placée derrière la pièce transparente.
10 Selon un aspect de ce deuxième objet, un plan passant par une surface éclairante de la source lumineuse est confondu avec un plan passant par une arête externe du bord. L'arête externe du bord est ici celle entre la surface d'entrée supplémentaire et la face supérieure de la partie débordante.
15 Le plan passant par une surface éclairante de la source lumineuse est incliné par rapport à un plan dans lequel s'inscrit la surface d'entrée. Selon une possibilité, le plan passant par une surface éclairante de la source lumineuse coupe une arête terminale de la pièce optique et une arête externe du bord.
20 Le dispositif peut, par exemple, être incorporé dans un projecteur avant de véhicule pour obtenir un éclairage de type croisement ou de route. Par exemple, le dispositif peut comporter une seule source lumineuse pour assurer la fonction d'éclairage de croisement, et deux sources lumineuses pour assurer la fonction d'éclairage de route.
25 Préférentiellement, la source lumineuse externe comprend une diode électroluminescente. Une telle diode offre une bonne qualité de faisceau lumineux et une compacité particulièrement bien adaptée à la pièce optique selon l'invention. Avantageusement, un dispositif lumineux selon l'invention comprend un radiateur pour refroidir la source lumineuse externe.
30 Dans la présente demande, les termes au-dessus, en-dessous, dessus, dessous, horizontal et vertical sont en référence à la position dans laquelle la 3032517 8 pièce optique en matériau transparente ou le dispositif selon l'invention sont destinés à fonctionner à l'intérieur d'un projecteur de véhicule automobile quand celui-ci est solidaire du véhicule. Une description détaillée de modes de réalisation préférés d'une pièce 5 optique pour éclairage en matériau transparent selon l'invention et d'un dispositif lumineux de véhicule utilisant une telle pièce est donnée ci-après en se référant aux figures 1 à 9, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'une pièce optique pour éclairage en matériau transparent selon l'invention, 10 - la figure 2 est une coupe longitudinale de la pièce de la figure 1, - la figure 3 est une coupe longitudinale de la pièce optique en matériau transparent, illustrant quelques exemples de trajectoires de rayons lumineux issus d'une source lumineuse, - la figure 4 est une vue partielle du dessus de la pièce optique en 15 matériau transparent selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une vue partielle du dessus de la pièce optique en matériau transparent selon un autre mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une coupe transversale de la pièce de la figure 5, 20 - la figure 7 est une coupe longitudinale de la pièce optique en matériau transparent, illustrant une position particulière de la source lumineuse, et - les figures 8 et 9 sont des coupes longitudinales montrant deux exemples de réalisation du bord selon l'invention.
25 La figure 1 présente une pièce optique 1 en matériau transparent selon un mode de réalisation de l'invention. La pièce optique 1 est notamment adaptée pour être utilisée dans un projecteur avant d'un véhicule automobile pour assurer la fonction de l'éclairage de croisement, notamment.
3032517 9 La pièce optique 1 en matériau transparent selon l'invention est massive, c'est-à-dire pleine et est réalisée, par exemple, en PMMA, en PMMI ou en polycarbonate. La pièce optique 1 joue à la fois le rôle d'un réflecteur et d'un guide de lumière. Elle peut être facilement fabriquée par moulage. Elle 5 est représentée sur la figure 1 dans l'orientation dans laquelle elle peut être incorporée dans un projecteur avant de véhicule automobile. La pièce optique 1 en matériau transparent comprend une surface d'entrée 2, une première surface de réflexion 3 et une surface de sortie 4. Ces surfaces, constituées par des interfaces matériau transparent - air, sont des dioptres pour réfracter 10 et/ou réfléchir de la lumière. La surface d'entrée 2 est plane et orientée horizontalement. La surface de sortie 4 est également plane et perpendiculaire à la surface d'entrée 2. La surface de sortie 4 est orientée verticalement et sensiblement perpendiculairement à la direction de marche du véhicule. La surface d'entrée 15 2 et la surface de sortie 4 sont arrangées en continuité, elles partagent une arrête 7. La première surface de réflexion 3 a une forme incurvée, elle est concave par rapport aux rayons lumineux issus d'une source lumineuse 12. La première surface de réflexion 3 est agencée sensiblement face à a surface d'entrée 2. La forme de la première surface de réflexion 3 se rapproche d'une 20 forme correspondant approximativement à une portion de paraboloïde. La première surface de réflexion 3 est délimitée par la surface d'entrée 2 et par la surface de sortie 4. Chacune des surfaces d'entrée 2 et de sortie 4 ont une arrête commune 8, 9 avec la première surface de réflexion 3. Les arrêtes 8, 9 de la première surface de réflexion 3 sont incurvés en conséquence.
25 Une direction référencée 100 illustre la direction et le sens d'émission du faisceau formé par la somme des rayons lumineux qui sortent de la pièce optique 1 par la surface de sortie 4. Un dispositif lumineux de véhicule selon l'invention comprend la pièce optique 1 en matériau transparent et au moins une source lumineuse 12, 30 externe à la pièce optique 1. Cette source de lumière 12 peut être, par exemple, une LED. Dans le mode de réalisation représenté, elle est avantageusement placée au-dessus et au droit de la surface d'entrée 2 à une 3032517 10 distance de celle-ci. La source lumineuse 12 éclaire ainsi la surface d'entrée 2. Les rayons lumineux issues de la source lumineuse 12 et traversant la surface d'entrée 2 sont réfléchis par réflexion totale par la première surface de réflexion 3 qui est constituée par l'interface matériau transparent - air. Les 5 angles d'incidence des rayons lumineux sur la première surface de réflexion 3 sont tels que les rayons soient réfléchis par réflexion totale. Aucun traitement réfléchissant de la première surface de réflexion n'est nécessaire. Les rayons lumineux totalement réfléchis sont rendus parallèles entre eux par la forme de la première surface de réflexion 3. Les rayons lumineux se propagent alors 10 vers la surface de sortie 4 de manière à traverser la surface de sortie 4 sensiblement perpendiculairement à un plan dans lequel s'inscrit la surface de sortie 4. De manière avantageuse, comme illustré dans les figures 1 et 2, la surface d'entrée 2 présente une partie débordante 6 de la surface d'entrée 2, 15 s'étendant vers l'extérieur de la pièce optique 1 et prolongeant la surface de sortie 4, notamment dans un même plan. La partie débordante 6 prend ainsi naissance à la surface d'entrée 2 et rejoint la surface de sortie 4. Elle possède une surface 11, par exemple parallèle à la surface d'entrée 2, et qui la recouvre partiellement. La partie débordante 6 est délimitée par un bord 10.
20 Le bord 10 constitue une surface d'entrée supplémentaire 10 qui s'étend notamment verticalement au-dessus de la surface d'entrée 2. Les rayons lumineux issus de la source lumineuse 12 qui éclairent directement la surface d'entrée supplémentaire 10 sont dirigés vers la surface de sortie 4 par la partie débordante 6.
25 Dans le mode de réalisation représenté, la surface d'entrée supplémentaire 10 est incurvée de manière convexe par rapport aux rayons lumineux incidents qui proviennent de la source lumineuse 2. De façon alternative, la surface d'entrée supplémentaire 10 peut être plane et/ou parallèle à la surface de sortie 4.
30 En se référant à la figure 1, la pièce optique 1 en matériau transparent selon le mode de réalisation représenté comprend en outre une deuxième surface de réflexion 5 en prolongement de la première surface de réflexion 3.
3032517 11 Cette deuxième surface de réflexion 5 est incurvée de la même manière, c'est-à-dire selon le même profil, que la première surface de réflexion 3 et elle est délimitée par la surface d'entrée 2 et la première surface de réflexion 3. La deuxième surface de réflexion 5 est revêtue d'une couche réflective, 5 notamment aluminées, c'est-à-dire comprenant une part significative d'aluminium. La première surface de réflexion 3 et la deuxième surface de réflexion 5 constitue ainsi une surface continue dont une partie est aluminées. La deuxième surface de réflexion 5 réfléchit, par réflexion spéculaire, les rayons lumineux, issues de la source lumineuse 12 et traversant la surface 10 d'entrée 2, qui n'atteignent pas la première surface de réflexion 3. La couche réflective est appliquée sur l'extérieur de la pièce optique 1. Dans ce mode de réalisation, la source lumineuse 12 est agencée à cheval sur un plan qui sépare la première surface de réflexion 3 de la deuxième surface de réflexion 5.
15 La figure 2 montre la pièce optique 1 en matériau transparent selon le mode de réalisation de la figure 1 dans une coupe longitudinale, vue de côté. Certains rayons de lumière issus d'un point, ou foyer, de la source lumineuse 12 sont indiqués afin d'illustrer le comportement optique de la pièce optique 1 selon l'invention.
20 La première surface de réflexion 3 est orientée par rapport à la surface d'entrée 2 de telle façon à ce que des rayons lumineux issus de la source lumineuse 12 et éclairant la surface d'entrée 2 soient totalement réfléchis par la première surface de réflexion 3 vers la surface de sortie 4. Ces rayons lumineux sont référencés 13 sur la figure 2. Les rayons lumineux totalement 25 réfléchis traversent la surface de sortie 4 sensiblement perpendiculairement. Dans le mode de réalisation représenté et dans le cas où la pièce optique 1 se trouve dans un projecteur de véhicule, les rayons lumineux sortant par la surface de sortie 4 sont ainsi dirigés vers l'avant de manière collimatée. Les rayons lumineux issus d'un point de la source lumineuse 12 sont donc rendus 30 parallèles entre eux par la première surface de réflexion 3. Une partie des rayons lumineux issus de la source lumineuse 12 est réfléchie vers la surface de sortie 4, par réflexion spéculaire sur l'interface 3032517 12 matériau transparent - aluminium de la deuxième surface de réflexion 5. Cette partie des rayons lumineux est référencée 14 sur la figure 2. Les rayons lumineux qui sont issus d'un point de la source lumineuse 12 sont rendus parallèles entre eux par la deuxième surface de réflexion 5.
5 Une autre partie des rayons lumineux, référencée 18, issus de la source lumineuse 12 entre dans la pièce optique 1 par la surface d'entrée supplémentaire 10. Cette partie est réfractée par la surface d'entrée supplémentaire 10 et dirigée vers la surface de sortie 4. Selon le mode de réalisation représenté dans les figures 1 et 2, la 10 source lumineuse 12 est placée au-dessus et au droit de la surface d'entrée 2 de la pièce optique 1 de façon à ce qu'une surface éclairante de la source lumineuse 12 soient sensiblement au même niveau que la surface parallèle 11 de la partie débordante 6. Ainsi, une très grande partie des rayons lumineux émis par la source lumineuse 12 entre dans la pièce optique 1 par la surface 15 d'entrée 2 et la surface d'entrée supplémentaire 10, et très peu de lumière émise par la source reste inutilisée. Cet arrangement offre donc un rendement très élevé. La figure 3 montre la pièce optique 1 en matériau transparent selon le mode de réalisation de la figure 1 dans une coupe longitudinale, vue de côté, 20 avec seulement quelques exemples de rayons lumineux émis par la source lumineuse 12. Deux foyers aux extrémités avant et arrière 12a, 12b de la source 12 sont considérés. Du foyer à l'extrémité arrière 12b de la source lumineuse 12 partent, par exemple, les rayons référencés 15 et 19 marqués respectivement par une 25 et deux croix. Le rayon 15 marqué par une croix entre dans la pièce optique 1 par la surface d'entrée 2. Il est réfracté par le dioptre que constitue la surface d'entrée 2 et réfléchi par la deuxième surface de réflexion 5, c'est-à-dire sur l'interface aluminium - air, vers la surface de sortie 4 qui représente l'avant de la pièce optique 1. Le rayon 19 marqué par deux croix entre dans la pièce 30 optique 1 par la surface d'entrée supplémentaire 10. Il est réfracté par le dioptre que constitue la surface d'entrée supplémentaire 10 de sorte à être 3032517 13 dirigé vers l'avant de la pièce optique 1. Les rayons incidents sur la première surface de réflexion 3 (non représentés) sont réfléchis, par réflexion totale, sur l'interface matériau transparent - air vers la surface de sortie 4. Du foyer à l'extrémité avant 12a de la source 12 partent, par exemple, 5 les rayons 16-18, marqués respectivement par un, deux et trois cercles. Les rayons 16, 17 marqués respectivement par deux et trois cercles entrent dans la pièce optique 1 par la surface d'entrée 2 ; ils sont réfractés et réfléchis de manière similaire au rayon référencé 15 maqué par une croix partant de l'extrémité arrière 12b de la source 12. Le troisième rayon 18 marqué par un 10 cercle entre dans la pièce par la surface d'entrée supplémentaire 10 ; il est réfracté de manière similaire au rayon 19 marqué par deux croix partant de l'extrémité arrière 12b de la source 12 lumineuse. Dans la figure 3, les rayons totalement réfléchis par la première surface de réflexion 3 ne sont pas montrés, pour des raisons de clarté.
15 Cependant, comme il apparait au vue de la figure 1, leur comportement après réflexion est similaire à celui des rayons référencés 15-17 réfléchis par la deuxième surface de réflexion 5. La figure 4 montre une vue partielle du dessus de la pièce optique 1 en matériau transparent et la source lumineuse 12. La source lumineuse 12 est 20 placée au droit au-dessus de la surface d'entrée 2 de la pièce optique 1, derrière la partie débordante 6 dont la surface d'entrée supplémentaire 10 est partiellement montrée. Deux rayons lumineux référencé 20, 21 issus d'un foyer de l'extrémité arrière 12b de la source 12 sont illustrés. Le rayon 20 marqué par une croix entre dans la pièce optique 1 par la surface d'entrée 2 à 25 un point 22 et est totalement réfléchi par la première surface de réflexion qui est illustrée par une ligne incurvée pointillée 23. Par la réflexion totale, le rayon 20 est dirigé vers la surface de sortie (non représentée). Le rayon 21 marqué par un cercle entre dans la pièce optique 1 par la surface d'entrée supplémentaire 10. Il est réfracté et dirigé vers la surface de sortie.
30 Les figures 3 et 4 montrent que les rayons de lumière issus de la source lumineuse 12 sont tous dirigés vers l'avant et légèrement vers le bas 3032517 14 de la pièce optique 1. La distribution lumineuse générée par la pièce optique 1 selon l'invention présente ainsi la coupure horizontale telle que prescrite par la loi et évoquée précédemment. Selon l'invention, la coupure du faisceau de type croisement est générée par le bord 10, éventuellement complémenté par 5 la partie débordante 6. La pièce optique 1 selon l'invention est alors particulièrement bien adaptée pour servir, dans un projecteur avant d'un véhicule automobile, pour l'éclairage de croisement. Les figures 5 et 6 montrent des vues partielles d'une pièce optique selon un autre mode de réalisation conforme à l'invention. La figure 5 montre 10 une vue partielle du dessus de la pièce optique 1 en matériau transparent et la source lumineuse 12. La surface d'entrée a été représentée entièrement transparente pour des raisons de clarté. On regarde les surfaces de réflexion 3, 5 du haut de la pièce optique 1, c'est-à-dire en se plaçant en lieu et place de la source lumineuse, ainsi que la source lumineuse 12 placée au-dessus de 15 la pièce optique 1. La figure 6 montre une coupe de la pièce optique 1 selon la ligne A-A indiquée dans la figure 5. Selon ce mode de réalisation, la première surface de réflexion 3 et la deuxième surface de réflexion 5 sont pourvues d'éléments unitaires 30 en forme de stries. Les stries 30 sont des surfaces longitudinales incurvées 32, chaque surface 32 ayant une section convexe vue 20 de la source lumineuse. Les sections convexes des surfaces incurvées 32 sont visibles sur la figure 6. Les surfaces incurvées 32 sont séparées l'une par rapport à l'autre par des rainures 31. Lorsque, comme illustré sur la figure 5, des rayons lumineux 33-35 issus de la source lumineuse 12 sont incidents sur chacune des surfaces 25 incurvées 30, les rayons 33-35 sont réfléchis dans différentes directions selon leur angle d'incidence. Les grandeurs des angles de réflexion représentés sur la figure 6 pour les rayons référencés 33, 35 ont été exagérées pour plus de visibilité. Les stries ont pour effet technique de générer une distribution lumineuse bien définie.
30 Selon d'autres modes de réalisation, la face de sortie de la pièce selon l'invention peut également comporter des éléments unitaires. Par exemple, les éléments unitaires peuvent être des prismes, ou des stries comme ceux 3032517 15 décrits précédemment. Ainsi, le faisceau émis par la pièce peut être façonné selon un cahier de charge précis en fonction des exigences spécifiques en matière d'éclairage. Dans la description ci-dessus (figure 3), la source lumineuse 12 est 5 placée par rapport à la pièce optique 1 de telle sorte qu'un plan passant par une surface éclairante 40 de la source lumineuse 12 passe par au moins par une arête externe 41 du bord 10. De manière complémentaire, on note que le plan passant par la surface éclairante 40 est confondu avec un plan dans lequel s'inscrit la surface parallèle 11 de la partie débordante 6.
10 La figure 7 montre un autre exemple de positionnement de la source lumineuse 12 au droit de la surface d'entrée 2. La source lumineuse 12 est placée par rapport à la pièce optique 1 de telle sorte que le plan passant par la surface éclairante 40 de la source lumineuse 12 passe par l'arête externe 41 du bord 10. Dans ce mode de réalisation, le plan de la surface éclairante n'est 15 pas confondu avec celui de la surface parallèle 11. La source lumineuse 12 est délimitée par cette surface éclairante 40 par laquelle les rayons lumineux selon un secteur angulaire égal à 180°. La source lumineuse 12 est tournée autour d'une axe passant en son centre et transversal à la direction 100 d'émission du faisceau lumineux sortant de la 20 pièce optique 1. L'angle formé entre la surface éclairante 40 et la surface d'entrée peut être comprise entre 0°, cas où la surface éclairante 40 est parallèle à la surface d'entrée 2, et 45°. Dans une telle situation, la surface éclairante 40 est sous la surface parallèle 11 de la partie débordante 6 et au-dessus de la surface d'entrée 2. L'orientation angulaire de la source lumineuse 25 12 permet de coupler les 180° du secteur angulaire rayonnant avec la surface d'entrée 2 et le bord 10. On améliore le rendement d'éclairage en récupérant une grande partie des rayons lumineux émis par la source lumineuse. On comprend donc que le plan passant par la surface éclairante 40 de la source lumineuse 12 est incliné par rapport au plan dans lequel s'inscrit la surface 30 d'entrée 2.
3032517 16 Dans le mode de réalisation de la figure 7, le plan dans lequel s'inscrit la surface éclairante 40 passe également par une arête terminale 42. Cette arête est terminale en ce sens qu'elle se situe à l'extrémité arrière de la pièce optique 1, à l'opposé de la surface de sortie. Cette arête terminale 42 est 5 ménagée au niveau de la deuxième surface de réflexion 5 et forme l'angle entre cette deuxième surface de réflexion 5 et la surface d'entrée 2. Sur les figures 7 à 9 est représenté par une ligne 43 qui symbolise la limite entre la première surface de réflexion 3 et la deuxième surface de réflexion 5. Cette ligne 43 passe par la source lumineuse 12.
10 Les figures 8 et 9 montrent la surface éclairante 40 de la source lumineuse 12 alignée dans le plan de la surface parallèle 11. La source lumineuse 12 est mécaniquement retenue sur un circuit électronique ou directement sur un radiateur 44, représenté schématiquement. Sur la figure 7, un angle 45 formé entre le plan dans lequel s'inscrit la 15 surface d'entrée 2 et une droite tangente passant par le bord 10 est égal à 90°, ou sensiblement 90°. Sur la figure 8, un angle 46 formé entre le plan dans lequel s'inscrit la surface d'entrée 2 et une droite tangente passant par le bord 10 est aigu. Sur la figure 9, un angle 47 formé entre le plan dans lequel s'inscrit la 20 surface d'entrée 2 et une droite tangente passant par le bord 10 est obtus. De telles dispositions permettent de contrôler la manière dont les rayons lumineux entrant par le bord 10 se propagent dans la pièce optique 1. Le dispositif selon l'invention peut également comporter un radiateur (non représenté) pour refroidir la source lumineuse. Dans ce cas, le radiateur 25 est avantageusement placé au-dessus de la source lumineuse. Ainsi, le dispositif, destiné à être incorporé dans un projecteur de véhicule, reste compact en longueur. La dissipation thermique de la chaleur produite par la source lumineuse est également améliorée.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS1. Pièce optique (1) pour éclairage en matériau transparent, délimitée par : - au moins une surface d'entrée (2), - au moins une première surface de réflexion (3) agencée sensiblement face à la surface d'entrée principale (2), et - une surface de sortie (4), dans laquelle la première surface de réflexion (3) est orientée par rapport à la surface d'entrée principale (2) de façon à ce que des rayons lumineux (13) issus d'une source lumineuse (12) et traversant la surface d'entrée principale (2) soient dirigés par la première surface de réflexion (3) vers la surface de sortie (4), dans laquelle la pièce optique (1) comprend au moins un bord (10) qui s'étend à partir de la surface d'entrée (2) et vers l'extérieur de la pièce optique (1).
  2. 2. Pièce (1) selon la revendication 1, dans laquelle ledit bord (10) constitue une surface d'entrée supplémentaire (10), de manière à ce que des rayons lumineux (18) issus de la source lumineuse (12) qui n'atteignent pas la surface d'entrée principale (2) et traversant la surface d'entrée supplémentaire (10) soient dirigés vers la surface de sortie (4).
  3. 3. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le bord (10) délimite une partie débordante (6) de la surface d'entrée (2) vers l'extérieur de la pièce optique (1).
  4. 4. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la surface d'entrée (2) est plane et la première surface de réflexion (3) présente une forme concave vue de la source lumineuse (12).
  5. 5. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 30 laquelle la surface de sortie (4) est plane.
  6. 6. Pièce (1) selon la revendication 2, dans laquelle la surface d'entrée (2) et la surface de sortie (4) sont en continuité. 3032517 18
  7. 7. Pièce (1) selon la revendication 6, dans laquelle la surface d'entrée (2) et la surface de sortie (4) s'inscrivent chacune dans un plan perpendiculaire l'un par rapport à l'autre. 5
  8. 8. Pièce (1) selon les revendications 2, 6 ou 7, dans laquelle la surface d'entrée supplémentaire (10) est convexe vue de la source lumineuse (12).
  9. 9. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications 2, 6 à 8, dans 10 laquelle la surface d'entrée supplémentaire (10) est une portion de cylindre dont les génératrices sont parallèles à la surface de sortie (4).
  10. 10. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une deuxième surface de réflexion (5) en prolongement 15 de la première surface de réflexion (3), la deuxième surface de réflexion (5) étant revêtue d'une couche réflective de manière à ce qu'une partie des rayons lumineux (14) issus de la source lumineuse (12) et traversant la surface d'entrée (2) soient réfléchis vers la surface de sortie (4). 20
  11. 11. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le matériau transparent est choisi parmi du PMMA, du PMMI et du polycarbonate.
  12. 12. Dispositif lumineux de véhicule comprenant une pièce optique (1) 25 pour éclairage en matériau transparent conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11 et une source lumineuse (12) agencée par rapport à la surface d'entrée (2) de la pièce optique (1) de façon à ce que des rayons lumineux (13) issus de la source lumineuse (12) et traversant la surface d'entrée (2) soient réfléchis par la première surface de réflexion (3) vers la surface de sortie (4).
  13. 13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel la source lumineuse (12) est placée au-dessus et au droit de la surface d'entrée (2). 3032517 19
  14. 14. Dispositif selon les revendications 12 ou 13, où un plan dans lequel s'inscrit une surface éclairante (40) de la source lumineuse (12) passe par un plan croisant par une arête externe (41) du bord (10). 5
  15. 15. Dispositif selon les revendications 12 ou 14, dans lequel un plan passant par une surface éclairante (40) de la source lumineuse (12) est incliné par rapport à un plan dans lequel s'inscrit la surface d'entrée (2).
  16. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 ou 15, dans 10 lequel le plan passant par une surface éclairante de la source lumineuse (12) coupe une arête terminale (42) de la pièce optique (1) et une arête externe (41) du bord (10).
  17. 17. Projecteur de véhicule comprenant au moins un dispositif selon l'une 15 des revendications 12 à 16.
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