FR3061777A1 - Coupleur multi sources lumineuses pour guide optique - Google Patents

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Abstract

L'invention a trait à un coupleur de lumière (106) pour un guide optique, ledit coupleur comprenant plusieurs faces d'entrée (108) disposées latéralement à un axe optique (107) du coupleur; une portion de sortie (1064) centrée sur l'axe optique (107) ; au moins une première face de réflexion (110) des rayons se propageant dans le coupleur depuis au moins une des faces d'entrée (108) ; et au moins une deuxième face de réflexion (112), vers la portion de sortie (1064), des rayons se propageant dans le coupleur depuis la ou les premières faces de réflexion (110). La ou chacune des premières faces de réflexion (110) présente un profil longitudinal courbe convexe par rapport aux rayons y subissant des réflexions.

Description

Titulaire(s) : plifiée.
VALEO VISION Société par actions simO Demande(s) d’extension :
Figure FR3061777A1_D0001
Mandataire(s) :
VALEO VISION Société anonyme.
® COUPLEUR MULTI SOURCES LUMINEUSES POUR GUIDE OPTIQUE.
FR 3 061 777 - A1 (57) L'invention a trait à un coupleur de lumière (106) pour un guide optique, ledit coupleur comprenant plusieurs faces d'entrée (108) disposées latéralement à un axe optique (107) du coupleur; une portion de sortie (1064) centrée sur l'axe optique (107) ; au moins une première face de réflexion (110) des rayons se propageant dans le coupleur depuis au moins une des faces d'entrée (108); et au moins une deuxième face de réflexion (112), vers la portion de sortie (1064), des rayons se propageant dans le coupleur depuis la ou les premières faces de réflexion (110). La ou chacune des premières faces de réflexion (110) présente un profil longitudinal courbe convexe par rapport aux rayons y subissant des réflexions.
Figure FR3061777A1_D0002
Figure FR3061777A1_D0003
COUPLEUR MULTI SOURCES LUMINEUSES POUR GUIDE OPTIQUE
L’invention a trait au domaine des dispositifs lumineux, notamment pour véhicules automobiles. Plus particulièrement, l’invention a trait au domaine des guides optiques et des coupleurs pour de tels guides.
Le document de brevet publié FR 2 998 942 A1 divulgue un dispositif de signalisation lumineuse avec un guide optique pourvu d’un coupleur permettant d’alimenter le guide en lumière à partir de deux sources lumineuses disposées l’une à côté de l’autre. Le coupleur comprend deux portions latérales en matériau transparent du guide optique, les deux portions se rejoignant au niveau d’une face d’entrée du guide. Chacune des sources lumineuses est disposée en vis-à-vis de la face d’entrée d’une des portions. La lumière de chacune des sources rentre dans la matière transparente des portions latérales et y subit une série de réflexions à sa surface extérieure pour finalement se mélanger dans le guide optique. Les portions latérales présentent un profil généralement courbé de manière à permettre aux sources lumineuses d’être distantes l’une de l’autre transversalement. Le nombre d’entrées du coupleur de cet enseignement est limité. De plus, le coupleur présente une longueur importante compte tenu que les portions latérales doivent se rapprocher progressivement du guide optique tout en assurant le guidage de lumière.
Le document de brevet publié FR 2 888 917 A1 divulgue à ses figures 12, 13 et 14 un coupleur optique comprenant plusieurs portions latérales reliées optiquement à une portion de sortie commune. Chacune des portions latérales comprend une face d’entrée avec un collimateur, deux tronçons généralement rectilignes et perpendiculaires, et deux faces de réflexion, la première renvoyant la lumière du premier tronçon vers le deuxième tronçon et la deuxième renvoyant la lumière du deuxième tronçon vers la portion commune. Les première et deuxième surfaces de réflexion sont généralement planes. Cette configuration a pour effet de conserver la collimation des rayons et, partant, manque de mélanger la lumière ce qui a pour effet de provoquer une inhomogénéité à la sortie.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer un coupleur de lumière qui permette d’alimenter un guide optique de diamètre réduit avec un plus grand nombre de sources lumineuses tout en restant compact et en assurant une homogénéité de lumière satisfaisante.
L’invention a pour objet un coupleur de lumière pour un guide optique, ledit coupleur étant en matériau translucide ou transparent et comprenant : plusieurs faces d’entrée disposées latéralement à un axe optique du coupleur, suivant une étendue transversale d’entrée ; une portion de sortie centrée sur l’axe optique et présentant une section inférieure à celle de l’étendue transversale d’entrée ; au moins une première face de réflexion des rayons se propageant dans le coupleur depuis au moins une des faces d’entrée ; et au moins une deuxième face de réflexion, vers la portion de sortie, des rayons se propageant dans le coupleur depuis la ou les premières faces de réflexion ; remarquable en ce que la ou chacune des premières faces de réflexion présente un profil longitudinal courbe convexe par rapport aux rayons y subissant des réflexions.
Selon un mode avantageux de l’invention, le profil longitudinal de la ou chacune des premières faces de réflexion est parabolique, préférentiellement avec un axe de symétrie correspondant à l’axe optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, le profil longitudinal de la ou chacune des deuxièmes faces de réflexion est généralement rectiligne.
Selon un mode avantageux de l’invention, le profil longitudinal de la ou chacune des deuxièmes faces de réflexion est généralement courbe convexe par rapport aux rayons y subissant des réflexions, ledit profil étant préférentiellement parabolique.
Selon un mode avantageux de l’invention, la distance moyenne entre la ou les deuxièmes faces de réflexion et l’axe optique est inférieure à la distance moyenne entre la ou les premières faces de réflexion et le dudit axe optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, la ou les deuxièmes faces de réflexion sont axialement plus proches, en distance moyenne, de la portion de sortie que la ou les premières faces de réflexion.
Selon un mode avantageux de l’invention, les faces d’entrée sont situées dans un même plan moyen perpendiculaire à l’axe optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, le coupleur comprend une portion intermédiaire avec au moins une face de réflexion vers la portion de sortie des rayons se propageant dans le coupleur depuis la ou les deuxièmes faces de réflexion.
Selon un mode avantageux de l’invention, le coupleur comprend au moins deux portions latérales s’étendant de part et d’autre d’un plan de symétrie comprenant l’axe optique depuis la portion de sortie jusqu’aux faces d’entrée, chacune desdites portions comprenant au moins une des faces d’entrée, une des premières faces de réflexion et une des deuxièmes faces de réflexion.
Selon un mode avantageux de l’invention, les portions latérales s’étendent depuis la portion intermédiaire vers les faces d’entrée.
Selon un mode avantageux de l’invention, chacune des portions latérales comprend plusieurs faces d’entrée, lesdites faces étant préférentiellement alignées suivant une direction transversale, préférentiellement perpendiculaire, à l’axe optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, les premières faces de réflexion sont configurées pour réfléchir les rayons provenant des faces d’entrées les plus distantes de l’axe optique, chacune des portions latérales comprenant une troisième face de réflexion adjacente à la première face de réflexion correspondante et configurée pour réfléchir les rayons provenant des faces d’entrées les plus proches de l’axe optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, les troisièmes faces de réflexion sont configurées pour réfléchir les rayons des faces d’entrées les plus proches de l’axe optique directement vers la ou une des faces de réflexion de la portion intermédiaire.
Selon un mode avantageux de l’invention, les premières, deuxièmes et, le cas échéant troisièmes, faces de réflexion s’étendent de façon rectiligne dans une direction transversale à l’axe optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, les faces d’entrée sont réparties suivant un ou plusieurs cercles de répartition des faces d’entrée, le ou les cercles étant centrés sur l’axe optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, les première et deuxième faces de réflexion sont circulaires selon une section perpendiculaire à l’axe optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, la première face de réflexion forme une surface extérieure du coupleur et la deuxième face de réflexion forme une surface intérieure du coupleur, délimitant une cavité dudit coupleur.
Selon un mode avantageux de l’invention, la cavité présente une ouverture inscrite dans le ou les cercles formés par les faces d’entrée et forme un cône centré sur l’axe optique.
Selon un mode avantageux de l’invention, la première face de réflexion présente un profil longitudinal avec deux portions courbes, préférentiellement paraboliques, chacune des portions étant configurée pour réfléchir les rayons provenant des faces d’entrée réparties suivant, respectivement, un des cercles de répartition desdites faces d’entrée. Avantageusement, la deuxième face de réflexion comprend deux portions, chacune desdites portions réfléchissant les rayons réfléchis par une des portions courbes de la première face de réflexion, respectivement. Cette configuration permet de mieux contrôler les rayons des différents cercles de répartition des faces d’entrée et, partant, de mieux mélanger les rayons.
Selon un mode avantageux de l’invention, chacune des faces d’entrée comprend un collimateur, comme par exemple une lentille centrale.
Selon un mode avantageux de l’invention, le coupleur est d’un seul tenant, préférentiellement venu de matière.
L’invention a également pour objet un guide optique comprenant un corps généralement allongé en matériau transparent ou translucide, ledit corps comprenant à une extrémité un coupleur de lumière, remarquable en ce que le coupleur de lumière est conforme à l’invention.
Les mesures de l’invention sont avantageuses en ce qu’elles permettent de coupler un grand nombre de sources lumineuses avec un guide optique de section réduite, et ce tout en minimisant les pertes de lumière et en assurant un mélange satisfaisant des différentes faisceaux et, partant, une homogénéité satisfaisante dès l’entrée dans le guide optique. La configuration du coupleur avec plusieurs portions latérales est intéressante en ce qu’elle permet de réaliser un coupleur potentiellement plat. Dans cette configuration, les faces d’entrée peuvent par ailleurs présenter un profil transversal constant sur l’épaisseur du coupleur. Dans ce cas, plusieurs sources lumineuses peuvent être disposées en face d’une même face d’entrée. La configuration du coupleur avec les faces d’entrée réparties suivant un ou plusieurs cercles est intéressante en ce qu’elle peut aisément être réalisée par moulage. En effet, les surfaces extérieures et intérieures sont généralement coniques et peuvent ainsi être aisément démoulées, notamment dans la direction de l’axe optique. Un grand nombre de sources lumineuses peut ainsi être optiquement couplé à un guide optique.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels :
- La figure 1 est une représentation en perspective d’un coupleur selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
- La figure 2 est une représentation du parcours de la lumière dans le coupleur de la figure 1, depuis une des sources lumineuses ;
- La figure 3 est une représentation du parcours de la lumière dans le coupleur de la figure 1, depuis une autre des sources lumineuses ;
- La figure 4 une représentation en perspective d’un coupleur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
- La figure 5 est une vue en coupe longitudinale du coupleur de la figure 4, illustrant les profils des faces de réflexion ;
- La figure 6 est une représentation du parcours de la lumière dans le coupleur de la figure 4 ;
- La figure 7 est une représentation en perspective d’un coupleur selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;
- La figure 8 est une représentation en perspective d’un coupleur selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ;
- La figure 9 est une représentation du parcours de la lumière dans le coupleur de la figure 8 ;
- La figure 10 est une représentation en perspective d’un coupleur selon un cinquième mode de réalisation de l’invention ;
- La figure 11 est une représentation du parcours de la lumière dans le coupleur de la figure 10 ;
- La figure 12 est une représentation en perspective d’un coupleur selon un sixième mode de réalisation de l’invention, illustrant le parcours de la lumière.
Les figures 1 à 3 illustrent un premier mode de réalisation de l’invention. La figure 1 illustre un guide optique 2 comprenant un corps allongé 4 en matériau translucide ou transparent et un coupleur 6. Le coupleur 6 est avantageusement d’un seul tenant et venu de matière avec le corps allongé 4. Il est également en matériau translucide ou transparent.
Le coupleur 6 comprend deux portions latérales 6.1 et 6.2 s’étendant de part et d’autre de l’axe optique 7 dudit coupleur. Ces deux portions sont avantageusement symétriques par rapport à un plan longitudinal passant par l’axe optique 7. Les extrémités de ces portions latérales 6.1 et 6.2 comprennent des faces d’entrée 8 de lumière. Plus particulièrement, la portion latérale 6.1 comprend deux faces d’entrées
8.1 et 8.2 et la portion latérale 6.2 comprend deux faces d’entrées 8.3 et 8.4. Ces faces d’entrée sont avantageusement des collimateurs, bien connus en soi de l’homme de métier.
Chacune des portions latérales 6.1 et 6.2 comprend, sur son côté opposé à l’axe optique, une première face de réflexion 10 de profil longitudinal générale courbé. Cette première face de réflexion 10 est destinée à recevoir la lumière provenant des faces d’entrées 8.1 et 8.4 et à la réfléchir vers les deuxièmes faces de réflexion 12 située sur les côtés des portions latérales qui sont en vis-à-vis de l’axe optique 7. Chacune des portions latérales 6.1 et 6.2 comprend, en outre, une troisième face de réflexion 14, adjacente à la première face de réflexion 10, destinée à recevoir la lumière provenant des faces d’entrées 8.2 et 8.3 et à la réfléchir vers la portion intermédiaire 6.3.
La lumière parvenant à la portion intermédiaire 6.3 depuis les faces d’entrée 8.1, 8.2, 8.3 et 8.4 est guidée par réflexions multiples vers la portion de sortie 6.4. Lorsque le coupleur est d’un seul tenant avec le corps allongé 4 du guide optique, la portion de sortie 6.4 est alors confondue avec la portion dudit corps 4 jointive avec la portion intermédiaire 6.3.
Comme cela est visible à la figure 1, les différentes faces des deux portions latérales
6.1 et 6.2 sont des surfaces formées par le déplacement de génératrices suivant une direction transversale, en l’occurrence une direction perpendiculaire à l’axe optique 7 et généralement perpendiculaire à une direction transversale 16 passant par les centres des faces d’entrée 8.1, 8.2, 8.3 et 8.4.
Les faces d’entrée en question s’étendent transversalement sur une étendue E qui est supérieure à l’étendue transversale moyenne c/de la portion de sortie 6.4.
Les deux portions latérales 6.1 et 6.2 forment ainsi deux «jambes » s’étendant de part et d’autre de l’axe optique 7 depuis la portion de sortie 6.4, plus précisément depuis la portion intermédiaire 6.3. Il est toutefois entendu que le nombre de portions latérales peut être différent de l’exemple de la figure 1. Il est en effet envisageable que deux autres portions latérales soient présentes, chacune de ces deux portions supplémentaires s’étendant à davantage de distance de l’axe optique.
Les figures 2 et 3 illustrent le parcours de lumière dans le coupleur de la figure 1. La figure 2 illustre le parcours depuis la face d’entrée 8.1, étant entendu que ce parcours s’applique également, de manière symétrique, à la lumière entrant par la face d’entrée 8.4.
On peut observer à la figure 2 que la partie centrale 18.1 du faisceau de lumière rentrant dans le coupleur 6 par la face d’entrée 8.1 rencontre la première face de réflexion 10 pour y être réfléchie vers la deuxième face de réflexion 12. Elle y est alors réfléchie vers la portion intermédiaire 6.3 pour subir d’éventuelles réflexions en direction du corps allongé 4 du guide optique 2. Les angles d’incidence de la partie centrale 18.1 du faisceau avec la première 10 et la deuxième 12 face de réflexion sont avantageusement supérieurs à l’angle de limite de réfraction (de l’ordre de 39° pour du polycarbonate d’indice de réfraction de l’ordre de 1.59), de sorte que la lumière y est réfléchie par le principe de réflexion totale. La première 10 et la deuxième 12 face de réflexion ne requièrent par conséquent avantageusement pas de recevoir de revêtement réfléchissant. Le profil parabolique de la première face de réflexion 10 permet de concentrer les rayons vers la deuxième face de réflexion 12, ce qui est particulièrement intéressant pour le mélange des rayons et, partant, l’homogénéité de la lumière dans le guide optique.
Toujours en référence à la figure 2, on peut observer que la partie latérale 18.2 du faisceau de lumière rentrant dans le coupleur 6 par la face d’entrée 8.1 est réfléchie essentiellement par la troisième face de réflexion 14 directement vers la portion intermédiaire 6.3. Il est à noter que cette partie du faisceau est initialement plus proche de l’axe optique et doit par conséquent subir moins de déviations pour atteindre la portion de sortie 6.4. En l’occurrence, cette partie de lumière ne rencontre par la deuxième face de réflexion 12.
La partie latérale 18.3 du faisceau de lumière rentrant dans le coupleur 6 par la face d’entrée 8.1, à savoir la partie latérale la plus éloignée de l’axe optique, est réfléchie par la première face de réflexion 10 vers la deuxième face de réflexion 12. La lumière est ensuite réfléchie vers la portion intermédiaire 6.3, similairement à la lumière de la partie centrale 18.1 du faisceau.
A la figure 3, on peut observer que les parties centrale 18.1 et latérale 18.2 (la plus proche de l’axe optique) du faisceau de lumière rentrant dans le coupleur 6 par la face d’entrée 8.2 sont dirigées vers la portion intermédiaire 6.3, sans rencontrer les première 10, deuxième 12, voire troisième 14, faces de réflexion. La partie latérale 20.3 (la plus éloignée de l’axe optique) du faisceau est réfléchie par la troisième face de réflexion 14 vers la portion intermédiaire 6.3 La lumière est principalement réfléchie vers le corps allongé 4 du guide optique 2.
Les figures 4 à 6 illustrent un coupleur optique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés dans ce deuxième mode de réalisation pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans le premier mode de réalisation.
Le coupleur 106 illustré en perspective à la figure 4 présente une forme généralement circulaire. Les faces d’entrée 108, préférentiellement sous la forme de collimateurs, sont réparties suivant un cercle 116 centré sur l’axe optique 107. Les première et deuxième faces de réflexion 110 et 112 sont circulaires et avantageusement concentriques avec l’axe optique 107. Le coupleur 106 comprend ainsi une portion 106.1 en forme d’anneau conique dont la surface extérieure forme la première face de réflexion 110 et la surface intérieure forme la deuxième face de réflexion 112. La première face de réflexion 110 présente, dans cet exemple, un profil longitudinal parabolique. La deuxième face de réflexion 112 présente un profil longitudinal rectiligne.
La figure 5 est une vue de côté en transparence du coupleur 106 de la figure 4. La courbe parabolique définissant la première face de réflexion 110 est illustrée en trait interrompu. On peut observer que cette courbe a son axe de symétrie confondu avec l’axe optique 107. II est cependant envisageable de décaler cet axe. On peut également observer que le foyer f de cette courbe est situé à l’arrière, suivant le parcours moyen des rayons depuis les faces d’entrée vers la portion de sortie, du sommet du cône définissant la deuxième surface de réflexion 112. Des rayons lumineux se propageant parallèlement à l’axe de symétrie de la courbe parabolique, vers ladite courbe (dans la cavité qu’elle forme) sont réfléchis vers le foyer f. La valeur du demi-angle d’ouverture a du cône formant la deuxième face de réflexion 112 est avantageusement comprise entre 25° et 45°, plus avantageusement entre 30° et 40°.
La figure 6 illustre le parcours de la lumière dans le coupleur des figures 4 et 5. On peut observer que le faisceau de lumière 118 entrant dans le coupleur par une des faces d’entrée 108 se propage essentiellement parallèlement à l’axe optique 107 et est réfléchi par la première face de réflexion 110 vers la deuxième face de réflexion 112 pour y subir une deuxième réflexion vers la portion intermédiaire 106.3. Après la réflexion sur la première face de réflexion 110, les rayons sont focalisés vers le foyer f du profil parabolique de la face en question. Ces rayons se concentrent alors progressivement en direction de la deuxième face de réflexion 112. A l’occasion de la réflexion sur la deuxième face de réflexion 112, les rayons s’entrecroisent et se mélangent tout en étant dirigés vers la portion intermédiaire 106.3. La lumière perd ainsi son caractère « collimaté » tout en étant dirigée de manière efficace vers la portion de sortie 1064. Les faisceaux de lumière provenant des différentes faces d’entrée 108 du coupleur 106 se mélangent alors très rapidement et de manière homogène dès la portion de sortie 106.4, procurant ainsi une alimentation homogène du corps allongé 104 du guide optique, et ce à partir d’un grand nombre de sources lumineuses.
La figure 7 illustre un coupleur selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés dans ce troisième mode de réalisation pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 200. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans les premier et deuxième modes de réalisation.
Le coupleur 206 de la figure 7 diffère de celui des figures 4 à 6 essentiellement en ce qu’il ne comprend pas de portion intermédiaire. A la figure 7 uniquement les première et deuxième faces de réflexion 210 et 212 du coupleur 206 sont représentées. On peut observer que la portion de sortie 206.4 est située axialement directement après les première et deuxième faces de réflexion et que le corps allongé 204 du guide optique est directement en contact avec la portion de sortie 206.4 en question.
Toujours à la figure 7, le parcours du faisceau de lumière 218 provenant d’une des faces d’entrée 208 est illustré. On peut observer que ce faisceau est focalisé vers un foyer f par la première face de réflexion 210. Ces rayons sont ensuite réfléchis par la deuxième face de réflexion 212 directement vers la portion de sortie 206.4 et vers le corps allongé 204 du guide optique. Pour ce faire, le profil longitudinal de la deuxième face de réflexion 212 peut présenter un angle d’ouverture plus important. La distance radiale entre les faces de réflexion 210 et 212 peut également être plus importante, notamment en augmentant l’angle d’ouverture du cône formé par la deuxième face de réflexion 212.
Les figures 8 et 9 illustrent un coupleur selon un quatrième mode de réalisation. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés dans ce quatrième mode de réalisation pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 300. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans les premier, deuxième et troisième modes de réalisation.
Le coupleur 306 des figures 8 et 9 diffère de celui des figures 4 à 6 essentiellement en ce qu’il comprend des faces d’entrée 3081 et 3082 réparties suivant deux cercles
316.1 et 316.2 concentriques centrées sur l’axe optique 307.
La figure 9 illustre les parcours des faisceaux de lumière 318 et 320 de deux faces d’entrée situées sur les deux cercles 3161 et 3162 (figure 8) respectivement. On peut observer que les faisceaux lumineux 318 et 320 des faces d’entrées 308.1 et 308.2 rencontrent la première face de réflexion 310 en des zones différentes de ladite face, et en ce qu’ils sont réfléchis vers des zones différentes de la deuxième face de réflexion 312. Ces faisceaux sont réfléchis par la deuxième face de sortie 312 vers la portion intermédiaire 306.3.
Les figures 10 et 11 illustrent un coupleur selon un cinquième mode de réalisation. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés dans ce cinquième mode de réalisation pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 400. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans les premier, deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation.
Le coupleur 406 des figures 10 et 11 diffère du coupleur des figures 8 et 9 en ce que la première face de réflexion 410 comprend une première portion 410.1 et une deuxième portion 410.2 de profils paraboliques distincts. Chacune de ces deux portions est adaptée à la rangée circulaire de faces d’entrée 408 qui est située axialement en vis-à-vis. Si l’on compare la figure 11 avec la figure 9, on peut constater que les faisceaux lumineux 418 et 420 provenant des faces d’entrée 408.1 et 408.2, sont réfléchis respectivement par la première portion 410.1 et par la deuxième portion 410.2 vers, respectivement, une première portion 412.1 et une deuxième portion 412.2 de la deuxième face de réflexion 412 qui sont davantage distantes l’une de l’autre. En d’autres termes, le fait de spécialiser la première 410 et la deuxième 412 face de réflexion aux faces d’entrée suivant leurs positions par rapport à ladite face permet de mieux contrôler les faisceaux lumineux et, partant, de mieux contrôler leur mélange.
La figure 12 illustre un coupleur selon un sixième mode de réalisation. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés dans ce sixième mode de réalisation pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 500. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments dans les premier, deuxième, troisième, quatrième et cinquième modes de réalisation.
Le coupleur 506 de la figure 12 diffère de celui des figures 4 à 6 essentiellement en ce que la deuxième face de réflexion 512 présente un profil longitudinal courbe, plus précisément parabolique et non plus généralement rectiligne. Le profil parabolique avec le foyer f’ est visible à la figure 12. Ce profil a pour effet de conserver un caractère « collimaté » au faisceau lumineux 518, comme cela est visible dans la portion intermédiaire 506.3 et dans le corps allongé 504 du guide optique à la figure
12.
De manière générale, l’utilisation dans un coupleur de deux faces de réflexion dont la première présente un profil longitudinal généralement courbé permet de renvoyer les faisceaux lumineux des différentes sources de manière focalisée ou du moins concentrée vers la deuxième face et ainsi de rapprocher ces faisceaux de l’axe optique du coupleur de manière ciblée tout en favorisant leur mélange après réflexion sur ladite deuxième face. Cela permet au coupleur de coupler un plus grand nombre de sources lumineuses avec un guide optique de section réduite, et ce tout en minimisant les pertes de lumière et en maximisant l’homogénéité de lumière dès le début du guide optique.

Claims (22)

  1. Revendications
    1. Coupleur de lumière (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) pour un guide optique (2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502), ledit coupleur étant en matériau translucide ou transparent et comprenant :
    - plusieurs faces d’entrée (8; 108; 208; 308; 408; 508) disposées latéralement autour d’un axe optique (7 ; 107 ; 207 ; 307 ; 407 ; 507) du coupleur, suivant une étendue transversale d’entrée (E) ;
    - une portion de sortie (6.4 ; 106.4 ; 206.4 ; 306.4 ; 406.4; 506.4) centrée sur l’axe optique (7 ; 107 ; 207 ; 307 ; 407 ; 507) et présentant une dimension transversale moyenne (d) inférieure à celle de l’étendue transversale d’entrée (E) ;
    - au moins une première face de réflexion (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) des rayons se propageant dans le coupleur depuis au moins une des faces d’entrée (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408 ; 508) ; et
    - au moins une deuxième face de réflexion (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412 ; 512), vers la portion de sortie (6.4 ; 106.4 ; 206.4 ; 306.4 ; 406.4; 506.4), des rayons se propageant dans le coupleur depuis la ou les premières faces de réflexion (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) ;
    caractérisé en ce que la ou chacune des premières faces de réflexion (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) présente un profil longitudinal courbe convexe par rapport aux rayons y subissant des réflexions.
  2. 2. Coupleur (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil longitudinal de la ou chacune des premières faces de réflexion (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) est parabolique, préférentiellement avec un axe de symétrie correspondant à l’axe optique (7 ; 107 ; 207 ; 307 ; 407 ; 507).
  3. 3. Coupleur (6; 106; 206; 306; 406) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le profil longitudinal de la ou chacune des deuxièmes faces de réflexion (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412) est généralement rectiligne.
  4. 4. Coupleur (506) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le profil longitudinal de la ou chacune des deuxièmes faces de réflexion (512) est généralement courbe convexe par rapport aux rayons y subissant des réflexions, ledit profil étant préférentiellement parabolique.
  5. 5. Coupleur (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la distance moyenne entre la ou les deuxièmes faces de réflexion (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412 ; 512) et l’axe optique (7 ; 107 ; 207 ; 307 ; 407 ; 507) est inférieure à la distance moyenne entre la ou des premières faces de réflexion (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) et ledit axe optique (7 ; 107 ; 207 ; 307 ; 407 ; 507).
  6. 6. Coupleur (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la ou les deuxièmes faces de réflexion (12; 112; 212; 312 ; 412 ; 512) sont axialement plus proches, en distance moyenne, de la portion de sortie (6.4; 106.4; 206.4; 306.4; 406.4; 506.4) que la ou les premières faces de réflexion (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510).
  7. 7. Coupleur (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les faces d’entrée (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408 ; 508) sont situées dans un même plan moyen perpendiculaire à l’axe optique (7 ; 107 ; 207 ; 307 ; 407 ; 507).
  8. 8. Coupleur (6; 106; 306; 406; 506) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le coupleur comprend une portion intermédiaire (6.3 ; 106.3 ; 306.3 ; 406.3 ; 506.3) avec au moins une face de réflexion vers la portion de sortie (6.4 ; 106.4 ; 306.4 ; 406.4 ; 506.4) des rayons se propageant dans le coupleur depuis la ou les deuxièmes faces de réflexion (12 ; 112 ; 312 ; 412 ; 512).
  9. 9. Coupleur (6) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le coupleur comprend au moins deux portions latérales (6.1, 6.2) s’étendant de part et d’autre d’un plan de symétrie comprenant l’axe optique (7) depuis la portion de sortie (6.4) jusqu’aux faces d’entrée (8), chacune desdites portions (6.1, 6.2) comprenant au moins une des faces d’entrée (8), une des premières faces de réflexion (10) et une des deuxièmes faces de réflexion (12).
  10. 10. Coupleur (6) selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les portions latérales (6.1, 6.2) s’étendent depuis la portion intermédiaire (6.3) vers les faces d’entrée (8).
  11. 11. Coupleur (6) selon l’une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que chacune des portions latérales (6.1, 6.2) comprend plusieurs faces d’entrée (8.1, 8.2 ; 8.3, 8.4)
  12. 12. Coupleur (6) selon la revendication 11, caractérisé en ce que les premières faces de réflexion (10) sont configurées pour réfléchir les rayons provenant des faces d’entrées (8.1, 8.4) les plus distantes de l’axe optique (7), chacune des portions latérales (6.1, 6.2) comprenant une troisième face de réflexion (14) adjacente à la première face de réflexion correspondante (10) et configurée pour réfléchir les rayons provenant des faces d’entrées (8.2, 8.3) les plus proches de l’axe optique (7).
  13. 13. Coupleur (6) selon les revendications 8 et 12, caractérisé en ce que les troisièmes faces de réflexion (14) sont configurées pour réfléchir les rayons des faces d’entrées (8.2, 8.3) les plus proches de l’axe optique (7) directement vers la ou une des faces de réflexion de la portion intermédiaire (6.3).
  14. 14. Coupleur (6) selon l’une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que les première(s), deuxième(s) et, le cas échéant troisième(s), faces de réflexion (10, 12, 14) s’étendent de façon rectiligne dans une direction transversale à l’axe optique (7).
  15. 15. Coupleur (106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les faces d’entrée (108 ; 208 ; 308 ; 408 ; 508) sont réparties suivant un ou plusieurs cercles (116 ; 216 ; 3161, 3162 ; 4161, 4162 ; 516) de répartition des faces d’entrée (108 ; 208 ; 308 ; 408 ; 508), le ou les cercles (116; 216; 3161, 3162; 4161, 4162; 516) étant centrés sur l’axe optique (107 ; 207 ; 307 ; 407 ; 507).
  16. 16. Coupleur (106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) selon la revendication 15, caractérisé en ce que les première et deuxième faces de réflexion (110, 112 ; 210, 212 ;
    310, 312; 410, 412; 510, 512) sont circulaires selon une section perpendiculaire à l’axe optique (107 ; 207 ; 307 ; 407 ; 507).
  17. 17. Coupleur (106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) selon la revendication 16, caractérisé en ce que la première face de réflexion (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) forme une surface extérieure du coupleur et la deuxième face de réflexion (112 ; 212 ; 312 ; 412 ; 512) forme une surface intérieure du coupleur, délimitant une cavité dudit coupleur.
  18. 18. Coupleur (106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) selon la revendication 17, caractérisé en ce que la cavité présente une ouverture inscrite dans le ou les cercles (116; 216; 316.1, 316.2; 416.1, 416.2; 516) de répartition des faces d’entrée (108; 208; 308; 408; 508) et forme un cône préférentiellement centré sur l’axe optique (107 ; 207 ; 307 ; 407 ; 507).
  19. 19. Coupleur (406) selon l’une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que la première face de réflexion (410) présente un profil longitudinal avec deux portions courbes (410.1, 410.2), préférentiellement paraboliques, chacune des portions étant configurée pour réfléchir les rayons provenant des faces d’entrée (408.1, 408.2) réparties suivant, respectivement, un des cercles de répartition (416.1,416.2) desdites faces d’entrée (408.1,408.2).
  20. 20. Coupleur (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) selon l’une des revendications 1 à
    19, caractérisé en ce que chacune des faces d’entrée (8 ; 108 ; 208 ; 308 ; 408 ; 508) comprend une surface de collimation.
  21. 21. Coupleur (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) selon l’une des revendications 1 à
    20, caractérisé en ce qu’il est d’un seul tenant, préférentiellement venu de matière.
  22. 22. Guide optique (2; 102; 202; 302; 402; 502) comprenant un corps généralement allongé (4 ; 104 ; 304 ; 404 ; 504) en matériau transparent ou translucide, ledit corps comprenant à une extrémité un coupleur de lumière, caractérisé en ce que le coupleur de lumière (6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506) est conforme à l’une des revendications 1 à 21.
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Citations (4)

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