FR3085638A1 - Dispositif d’eclairage a source de photons unique assurant deux fonctions photometriques differentes - Google Patents

Dispositif d’eclairage a source de photons unique assurant deux fonctions photometriques differentes Download PDF

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Abstract

Un dispositif d'éclairage (DE) comprend : - une source (SP) générant des photons, - une pièce (PE) comprenant une première paroi (P1) comportant une face avant (FV1) réfléchissant des photons générés vers une première zone ouverte (Z1) pour qu'ils participent à une première fonction photométrique, et une partie de transfert (PT) solidarisée fixement à une première extrémité (E11) de la première paroi (P1) et agissant sur des photons générés afin qu'ils se dirigent au moins vers cette première extrémité (E11), la première paroi (P1) étant en outre agencée de manière à guider les photons qui ont été dirigés vers sa première extrémité (E11) vers une seconde extrémité (E12), opposée à cette première extrémité (E11), afin qu'ils sortent par cette seconde extrémité (E12) et se dirigent vers une deuxième zone ouverte (Z2) pour participer à une seconde fonction photométrique.

Description

DISPOSITIF D’ÉCLAIRAGE À SOURCE DE PHOTONS UNIQUE ASSURANT DEUX FONCTIONS PHOTOMÉTRIQUES DIFFÉRENTES
L’invention concerne les dispositifs d’éclairage qui comprennent une source de photons devant participer à la réalisation d’au moins une fonction photométrique et une pièce comportant une paroi définissant un réflecteur de photons.
Dans ce qui suit, on entend par « fonction photométrique » aussi bien une fonction photométrique d’éclairage, qu’une fonction photométrique de signalisation ou qu’une fonction photométrique d’effet lumineux, éventuellement décoratif.
Dans certains domaines, comme par exemple celui des véhicules, éventuellement de type automobile, on utilise des dispositifs d’éclairage comprenant une source générant des photons, et une pièce comprenant une paroi réfléchissant ces photons générés vers une zone avant ouverte pour qu’ils participent à une fonction photométrique choisie. On notera que de tels dispositifs d’éclairage constituent des feux avant ou font partie de blocs optiques assurant plusieurs fonctions photométriques dont la leur.
Par exemple, la fonction photométrique d’un dispositif d’éclairage de véhicule peut être choisie parmi une fonction de feu de croisement (ou code), une fonction de feu de jour (ou DRL (« Daytime Running Light (ou Lamp) » signalisation lumineuse allumée automatiquement lorsque le véhicule est mis en fonctionnement pendant le jour)), et une fonction de feu de position.
Lorsque l’on veut qu’un système, comme par exemple un véhicule, assure d’un même côté plusieurs fonctions photométriques du type de celles mentionnées dans le paragraphe précédent, on est obligé soit de placer dans un bloc optique plusieurs dispositifs d’éclairage du type de celui décrit ci-avant, soit d’utiliser en parallèle plusieurs dispositifs d’éclairage du type décrit ci-avant et constituant chacun un feu avant. Dans la première alternative, le bloc optique devient très volumineux, ce qui peut nuire à l’esthétisme et/ou empêcher l’implantation d’un style ou d’une signature, et peut imposer un changement complet en cas de défaillance de l’une des fonctions photométriques. En outre, la séparation interne des fonctions photométriques pour éviter les lumières parasites augmente la complexité interne et l’encombrement interne. Dans la seconde alternative, la mise en parallèle de plusieurs dispositifs d’éclairage s’avère onéreuse en l’absence de mutualisation d’éléments et nécessite beaucoup de place, ce qui est rarement disponible (notamment dans une partie avant d’un véhicule). En outre, cela peut nuire à l’esthétisme et/ou empêcher l’implantation d’un style ou d’une signature. De plus, dans les deux alternatives chaque fonction photométrique est assurée par les photons générés par une source associée, et donc l’ensemble des sources consomme une quantité importante d’électricité et génère une quantité importante de calories.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Elle propose notamment à cet effet un dispositif d’éclairage comprenant une source générant des photons, et une pièce comprenant une première paroi comportant une face avant réfléchissant des photons générés vers une première zone ouverte pour qu’ils participent à une première fonction photométrique choisie.
Ce dispositif d’éclairage se caractérise par le fait :
- que sa pièce comprend une partie de transfert solidarisée fixement à une première extrémité de sa première paroi et agissant sur des photons générés afin qu’ils se dirigent au moins vers cette première extrémité, et
- que sa première paroi est agencée de manière à guider les photons, qui ont été dirigés vers sa première extrémité, vers une seconde extrémité, opposée à cette première extrémité, afin qu’ils sortent par cette seconde extrémité et se dirigent vers une deuxième zone ouverte pour participer à une seconde fonction photométrique choisie.
Ainsi, on peut assurer deux fonctions photométriques grâce à une unique pièce réfléchissant et guidant des photons générés par une unique source, ce qui permet de réduire l’encombrement, la consommation d’énergie électrique et le coût de fabrication.
Le dispositif d’éclairage selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- la première paroi peut comprendre une face arrière opposée à sa face avant et munie de structures tridimensionnelles agissant sur les photons qui l’atteignent par l’intérieur pour participer à leur guidage vers sa seconde extrémité ;
- sa pièce peut comprendre une seconde paroi, d’une part, comportant une première extrémité, solidarisée fixement à sa partie de transfert afin de recevoir des photons qu’elle dirige vers elle, et une face avant réfléchissant des photons générés vers une troisième zone ouverte pour qu’ils participent à la première fonction photométrique, et, d’autre part, agencée de manière à guider les photons reçus par sa première extrémité vers une seconde extrémité, opposée à cette première extrémité, afin qu’ils sortent par cette seconde extrémité et se dirigent vers une quatrième zone ouverte pour participer à la seconde fonction photométrique ;
> la seconde paroi peut comprendre une face arrière opposée à sa face avant et munie de structures tridimensionnelles agissant sur les photons qui l’atteignent par l’intérieur pour participer à leur guidage vers sa seconde extrémité ;
> la première paroi peut être solidarisée fixement à un premier côté de la partie de transfert qui est opposé à un second côté de cette dernière auquel est solidarisée fixement la seconde paroi ;
- sa pièce peut être réalisée dans un matériau transparent aux photons générés. Dans ce cas, chaque face avant peut être revêtue d’un matériau réfléchissant et/ou rendue réfléchissante par un traitement de surface ;
- sa source peut être installée en regard de la partie de transfert et à une distance choisie de cette dernière afin de générer des photons devant être réfléchis par une face avant ;
- sa source peut comprendre au moins une diode ;
- sa pièce peut être monobloc et réalisée par moulage ;
- la première fonction photométrique peut être une fonction de feu de croisement, et la seconde fonction photométrique peut être choisie parmi une fonction de feu de jour et une fonction de feu de position.
L’invention propose également un bloc optique destiné à équiper un véhicule et comprenant un dispositif d’éclairage du type de celui présenté ciavant.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un dispositif d’éclairage du type de celui présenté ci-avant et/ou au moins un bloc optique du type de celui présenté ciavant.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »), d’où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes), sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un exemple de réalisation d’un dispositif d’éclairage selon l’invention,
- la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan longitudinal, le dispositif d’éclairage de la figure 1 avec la matérialisation de trajets de photons participant à la première fonction photométrique, et
- la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan longitudinal, le dispositif d’éclairage de la figure 1 avec la matérialisation de trajets de photons participant à la seconde fonction photométrique.
L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif d’éclairage DE destiné à assurer deux fonctions photométriques avec une unique source de photons SP associée à une pièce PE.
On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le dispositif d’éclairage DE est destiné à faire partie d’un autre équipement, et notamment d’un bloc optique d’un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture de véhicule. Ce bloc optique est par exemple un phare (ou projecteur) avant. Mais l’invention n’est pas limitée à cette application. En effet, le dispositif d’éclairage DE peut constituer un équipement en soi (comme par exemple un feu avant de véhicule) ou bien peut faire partie d’un autre équipement qu’un bloc optique de véhicule. D’une manière générale le dispositif d’éclairage DE peut faire partie de n’importe quel véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien), de n’importe quelle installation, y compris de type industriel, de n’importe quel appareil (ou système), y compris de type grand public, et de n’importe quel bâtiment.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le dispositif d’éclairage DE est destiné à assurer à la fois une fonction photométrique d’éclairage et une fonction photométrique de signalisation. Mais l’invention n’est pas limitée à cette application. En effet, le dispositif d’éclairage DE, selon l’invention, est un dispositif lumineux pouvant assurer deux fonctions photométriques de signalisation et/ou d’éclairage et/ou d’effet lumineux (éventuellement décoratif).
On a schématiquement illustré sur les figures 1 à 3, un exemple de réalisation d’un dispositif d’éclairage DE selon l’invention.
Comme illustré sur les figures 1 à 3, un dispositif d’éclairage DE, selon l’invention, comprend une source de photons SP et une pièce PE assurant les fonctions de guide de photons et de réflecteur.
La source SP est agencée de manière à générer des photons qui définissent une lumière, par exemple d’une couleur blanche.
Cette source de photons SP peut, par exemple, comprendre au moins une diode électroluminescente, de type classique (ou LED (« Light-Emitting Diode »)) ou de type organique (ou OLED (« Organic Light-Emitting Diode »)), ou bien au moins une diode laser.
Le fonctionnement de la source de photons SP est contrôlé par des moyens de contrôle qui peuvent, par exemple, faire partie d’au moins une carte électronique CE, par exemple à circuits intégrés ou imprimés, et éventuellement de type PCB (« Printed Circuit Board »). Comme illustré, la source de photons SP est préférentiellement installée fixement sur cette carte électronique CE, qui, dans l’exemple qui est ici décrit non limitativement, est elle-même destinée à être solidarisée fixement à une face interne d’une paroi d’un boîtier d’un bloc optique de véhicule. Cette paroi de boîtier peut, par exemple être un masque rapporté.
La pièce PE comprend au moins une première paroi P1 et une partie de transfert PT.
La paroi P1 comprend des première E11 et seconde E12 extrémités opposées. La seconde extrémité E12 est libre, tandis que la première extrémité E11 est solidarisée fixement à la partie de transfert PT.
Cette partie de transfert PT est agencée de manière à agir sur des photons générés par la source SP afin qu’ils se dirigent au moins vers la première extrémité E11 de la première paroi P1. C’est la forme de cette partie de transfert PT qui est choisie de manière à diriger des photons entrants par sa face avant (non réfléchissante) vers cette première extrémité E11. Elle agit en quelque sorte comme un collimateur qui modifie les trajectoires des photons de façon prédéfinie pour qu’ils se dirigent vers la première extrémité E11, mais induit aussi des réflexions internes qui favorisent le transfert vers cette première extrémité E11. On entend ici par «avant» soit une face orientée vers l’extérieur, soit une zone par laquelle sortent des photons et orientée vers l’extérieur.
La première paroi P1 comprend aussi une face avant FV1 qui est agencée de manière à réfléchir des photons générés par la source SP vers une première zone (avant) ouverte Z1 pour qu’ils participent à une première fonction photométrique choisie. C’est la forme de la face avant FV1 de cette première paroi P1 qui est choisie de manière à réfléchir les photons incidents vers cette première zone (avant) ouverte Z1. La matérialisation de trajets, entre la source SP et la première zone (avant) ouverte Z1, de photons réfléchis par la face avant FV1 est illustrée schématiquement par des flèches sur la figure 2.
De plus, la première paroi P1 est agencée de manière à guider les photons, qui ont été dirigés vers sa première extrémité E11 par la partie de transfert PT, vers sa seconde extrémité E12, afin qu’ils sortent par cette dernière (E12) et se dirigent vers une deuxième zone (avant) ouverte Z2 pour participer à une seconde fonction photométrique choisie. A cet effet, cette seconde extrémité E12 peut, par exemple, être orientée vers l’avant, et donc vers l’extérieur. La matérialisation de trajets, entre la source SP et la deuxième zone (avant) ouverte Z2 (via la partie de transfert PT et la première paroi P1 ), de photons dirigés et guidés est illustrée schématiquement par des flèches sur la figure 3.
Les première Z1 et deuxième Z2 zones (avant) ouvertes sont séparées car elles concernent des photons qui participent à des fonctions photométriques différentes. Cette séparation peut être spatiale ou bien physique du fait de la présence d’une cloison ou d’un masque, par exemple, logé(e) dans le boîtier du bloc optique ou bien faisant partie du dispositif d’éclairage DE.
A titre d’exemple, dans le cas d’une application à un bloc optique (ou un feu avant) d’un véhicule automobile, la première fonction photométrique peut être une fonction de feu de croisement (ou code), et la seconde fonction photométrique peut être une fonction de feu de position. Mais il ne s’agit que d’un exemple. Ainsi, la première fonction photométrique pourrait être une fonction de feu de position, et la seconde fonction photométrique pourrait être une fonction de feu de jour (ou DRL), par exemple.
Grâce à cette pièce PE unique qui réfléchit et guide les photons, on peut désormais utiliser une unique source SP pour assurer deux fonctions photométriques, ce qui permet de réduire l’encombrement, la consommation d’énergie électrique et le coût de fabrication. En outre, cet encombrement réduit facilite l’intégration du dispositif d’éclairage DE et peut lui permettre de participer à un style et/ou à une signature, par exemple d’un véhicule.
Par exemple, la première paroi P1 peut comprendre une face arrière FR1 opposée à sa face avant FV1 et munie de structures tridimensionnelles (ou 3D) agissant sur les photons qui l’atteignent par l’intérieur par déflexion ou réflexion pour participer à leur guidage vers sa seconde extrémité E12. De telles structures 3D peuvent, par exemple, être des prismes, des nervures, des godrons (espèces de nervures) ou des plots. On comprendra que le guidage interne est aussi assuré par des réflexions internes sur l’arrière de la face avant FV1 du fait que cette dernière (FV1 ) est réfléchissante.
On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, que la pièce PE peut comprendre une seconde paroi P2 similaire à la première paroi P1 et donc comportant comme cette dernière (P1) des première E21 et seconde E22 extrémités opposées. La seconde extrémité E22 est libre, tandis que la première extrémité E21 est solidarisée fixement à la partie de transfert PT afin de recevoir des photons qu’elle dirige vers elle (E21). La partie de transfert PT est donc agencée de manière à agir sur des photons générés par la source SP afin qu’ils se dirigent vers la première extrémité E21 de la seconde paroi P2. C’est la forme de cette partie de transfert PT qui est choisie de manière à diriger certains des photons entrants par sa face avant (non réfléchissante) vers cette première extrémité E21, tout comme elle en dirige certains autres vers la première extrémité E11 de la première paroi P1. Elle agit en quelque sorte comme un collimateur qui modifie les trajectoires des photons de façon prédéfinie pour qu’ils se dirigent vers la première extrémité E21, mais induit aussi des réflexions internes qui favorisent le transfert vers cette première extrémité E21.
La seconde paroi P2 comprend aussi une face avant FV2 qui est agencée de manière à réfléchir des photons générés par la source SP vers une troisième zone (avant) ouverte Z3 pour qu’ils participent à la première fonction photométrique choisie. C’est la forme de la face avant FV2 de cette seconde paroi P2 qui est choisie de manière à réfléchir les photons incidents vers cette troisième zone (avant) ouverte Z3. On notera que les premières Z1 et troisième Z3 zones (avant) ouvertes peuvent éventuellement communiquer afin de constituer une zone plus grande. Mais dans une variante, les première Z1 et troisième Z3 zones (avant) ouvertes peuvent être séparées spatialement ou bien physiquement par une cloison ou un masque qui est, par exemple, logé(e) dans le boîtier du bloc optique, ou bien qui fait partie du dispositif d’éclairage DE. La matérialisation de trajets, entre la source SP et la troisième zone (avant) ouverte Z3, de photons réfléchis par la face avant FV2 est illustrée schématiquement par des flèches sur la figure 2.
De plus, la seconde paroi P2 est agencée de manière à guider les photons, qui ont été dirigés vers sa première extrémité E21 par la partie de transfert PT, vers sa seconde extrémité E22, afin qu’ils sortent par cette dernière (E22) et se dirigent vers une quatrième zone (avant) ouverte Z4 pour participer à la seconde fonction photométrique choisie. A cet effet, cette seconde extrémité E22 peut, par exemple, être orientée vers l’avant, et donc vers l’extérieur. La matérialisation de trajets, entre la source SP et la quatrième zone (avant) ouverte Z4 (via la partie de transfert PT et la seconde paroi P2), de photons dirigés et guidés est illustrée schématiquement par des flèches sur la figure 3.
Les troisième Z3 et quatrième Z4 zones (avant) ouvertes sont séparées car elles concernent des photons qui participent à des fonctions photométriques différentes. Cette séparation peut être spatiale ou bien physique du fait de la présence d’une cloison ou d’un masque, par exemple logé(e) dans le boîtier du bloc optique ou bien faisant partie du dispositif d’éclairage DE.
Comme la première paroi P1, la seconde paroi P2 peut, par exemple, comprendre une face arrière FR2 opposée à sa face avant FV2 et munie de structures tridimensionnelles (ou 3D) agissant sur les photons qui l’atteignent par l’intérieur par déflexion ou réflexion pour participer à leur guidage vers sa seconde extrémité E22. De telles structures 3D peuvent, par exemple, être des prismes, des nervures, des godrons ou des plots. On comprendra que le guidage interne est aussi assuré par des réflexions internes sur l’arrière de la face avant FV2 du fait que cette dernière (FV2) est réfléchissante.
On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, que la première paroi P1 peut être solidarisée fixement à un premier côté de la partie de transfert PT qui est opposé à un second côté de cette dernière (PT) auquel est solidarisée fixement la seconde paroi P2. Dans ce cas, la pièce PE est symétrique par rapport à un plan médian passant par le milieu de la partie de transfert PT. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, les première P1 et seconde P2 parois pourraient ne pas être solidarisées à deux côtés opposés de la partie de transfert PT, mais à deux côtés voisins. Par ailleurs, les première P1 et seconde P2 parois pourraient présenter des formes et/ou dimensions différentes et/ou pourraient être orientées selon des angles différents par rapport à la partie de transfert PT.
On notera également que la pièce PE peut être réalisée dans un matériau qui est transparent aux photons générés, et chaque face avant FV1, FV2 peut être revêtue d’un matériau qui est réfléchissant et/ou rendue réfléchissante par un traitement de surface (comme par exemple une métallisation).
Par exemple, cette pièce PE peut être monobloc et réalisée par moulage d’une matière transparente aux photons. Cette dernière matière peut, par exemple, être du polycarbonate (ou PC) ou du poly-méthacrylate de méthyle (ou PMMA).
Egalement par exemple, le matériau réfléchissant pouvant revêtir la face avant FV1, FV2 peut être de l’alumine (déposée par métallisation).
On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, que la source SP peut être installée en regard de la partie de transfert PT et à une distance choisie de cette dernière (PT) afin de générer des photons devant être réfléchis par la face avant FV1 ou par l’éventuelle autre face avant FV2. On comprendra que cette distance est choisie de sorte qu’elle permette à certains des photons de passer à côté de la partie de transfert PT afin de rejoindre directement la face avant FV1 ou FV2.
On notera également que lorsque la source SP comprend plusieurs diodes, au moins l’une d’entre elles peut générer de façon privilégiée des photons destinés à être réfléchis par la face avant FV1, au moins une autre d’entre elles peut générer de façon privilégiée des photons destinés à être transférés par la partie de transfert PT dans la première paroi P1 ainsi que dans l’éventuelle seconde paroi P2 afin d’être guidés, et au moins une autre d’entre elles peut générer de façon privilégiée des photons destinés à être réfléchis par l’éventuelle autre face avant FV2. Cette dernière option peut, par exemple, permettre d’assurer les première et seconde fonctions photométriques, indépendamment l’une de l’autre (c’est-à-dire soit ensemble, soit seulement l’une ou seulement l’autre).

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif d’éclairage (DE) comprenant une source (SP) générant des photons, et une pièce (PE) comprenant une première paroi (P1) comportant une face avant (FV1) réfléchissant des photons générés vers une première zone ouverte (Z1) pour qu’ils participent à une première fonction photométrique choisie, caractérisé en ce que ladite pièce (PE) comprend une partie de transfert (PT) solidarisée fixement à une première extrémité (E11) de sa première paroi (P1) et agissant sur des photons générés afin qu’ils se dirigent au moins vers cette première extrémité (E11), et en ce que ladite première paroi (P1) est agencée de manière à guider lesdits photons, qui ont été dirigés vers sa première extrémité (E11), vers une seconde extrémité (E12), opposée à cette première extrémité (E11), afin qu’ils sortent par cette seconde extrémité (E12) et se dirigent vers une deuxième zone ouverte (Z2) pour participer à une seconde fonction photométrique choisie.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première paroi (P1) comprend une face arrière (FR1) opposée à sa face avant (FV1) et munie de structures tridimensionnelles agissant sur les photons qui l’atteignent par l’intérieur pour participer à leur guidage vers sa seconde extrémité (E12).
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite pièce (PE) comprend une seconde paroi (P2) i) comportant une première extrémité (E21), solidarisée fixement à ladite partie de transfert (PT) afin de recevoir des photons qu’elle dirige vers elle (E21), et une face avant (FV2) réfléchissant des photons générés vers une troisième zone ouverte (Z3) pour qu’ils participent à ladite première fonction photométrique, et ii) agencée de manière à guider lesdits photons reçus par sa première extrémité (E21) vers une seconde extrémité (E22), opposée à cette première extrémité (E21), afin qu’ils sortent par cette seconde extrémité (E22) et se dirigent vers une quatrième zone ouverte (Z4) pour participer à ladite seconde fonction photométrique.
  4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite seconde paroi (P2) comprend une face arrière (FR2) opposée à sa face avant (FV2) et munie de structures tridimensionnelles agissant sur les photons qui l’atteignent par l’intérieur pour participer à leur guidage vers sa seconde extrémité (E22).
  5. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite première paroi (P1) est solidarisée fixement à un premier côté de ladite partie de transfert (PT) qui est opposé à un second côté de cette dernière (PT) auquel est solidarisée fixement ladite seconde paroi (P2).
  6. 6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite pièce (PE) est réalisée dans un matériau transparent auxdits photons générés, et chaque face avant (FV1, FV2) est revêtue d’un matériau réfléchissant et/ou rendue réfléchissante par un traitement de surface.
  7. 7. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite source (SP) est installée en regard de ladite partie de transfert (PT) et à une distance choisie de cette dernière (PT) afin de générer des photons devant être réfléchis par une face avant (FV1, FV2).
  8. 8. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite première fonction photométrique est une fonction de feu de croisement, et en ce que ladite seconde fonction photométrique est choisie parmi une fonction de feu de jour et une fonction de feu de position.
  9. 9. Bloc optique de véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’éclairage (DE) selon l’une des revendications précédentes
  10. 10. Véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif d’éclairage (DE) selon l’une des revendications 1 à 8 et/ou au moins un bloc optique selon la revendication 9.
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