FR3096112A1 - Guide de lumière plan et feu de véhicule automobile comportant un tel guide. - Google Patents

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    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/236—Light guides characterised by the shape of the light guide
    • F21S43/239—Light guides characterised by the shape of the light guide plate-shaped

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Guide de lumière plan comportant une face d’entrée apte à recevoir de la lumière et une face de sortie de lumière, distante de la face d’entrée et parallèle à la face d’entrée, et qui est la face visible du guide, la face de sortie de lumière comportant une pluralité d’optiques de réfraction (MLR), adjacentes et réparties sur toute la face de sortie de lumière, caractérisé en ce que le profil de chaque optique (MLR) comporte une première et une deuxième surface de diffusion (SFC et SFT) ; la deuxième surface (SFT) étant obtenue après découpe de la première surface (SFC). (Figure 7)

Description

Guide de lumière plan et feu de véhicule automobile comportant un tel guide.
Le domaine technique concerne en général les guides de lumière plats ou plans (ou encore surfacique) et concerne en particulier les guides plans ayant une face de sortie de lumière comportant, vu de l’extérieur, des optiques de sortie de lumière à surface convexe ou concave.
L’invention concerne également les feux de signalisation de véhicule automobile comportant de tels guides comme les feux diurnes ou DRL (Daytime Running Light), feux de position, feux indicateurs de changement de direction, feux stop, feux de recul, feux arrière de brouillard ou encore feux de plaque de police.
Par guide de lumière plan, on entend un guide qui se présente sous la forme d’une plaque translucide GS (Fig. 1). La lumière provenant d’une source de lumière, non représentée, extérieure à la plaque GS, est injectée sur une (face d’entrée de lumière FE) des tranches de la plaque GS. L’injection de lumière peut être réalisée à l’aide d’optiques ou non. La lumière est guidée à l’intérieur de la plaque GS sur le principe de la réflexion totale et ressort par la tranche opposée (face de sortie FS) à la tranche d’injection de lumière.
Les applications de ces guides de lumière plans sont nombreuses et l’une d’entre elles est particulièrement intéressante pour offrir des solutions de rendu esthétique attrayantes pour des fonctions de signalisation de véhicules automobiles.
La figure 2 illustre schématiquement un feu de signalisation FSA, ici arrière, d’un véhicule automobile VHL, suivant une vue en coupe selon la direction X dans un référentiel XYZ généralement employé dans le domaine automobile pour représenter le véhicule dans l’espace.
Les éléments optiques d’un feu de véhicule automobile (réflecteurs, guides de lumière, sources, …) sont placés à l’intérieur d’un ensemble formé d’un boitier BFA et d’une glace GLA (ou vitre) fermant le boitier BFA étanche à la poussière et à l’eau.
La face de sortie FS du guide de lumière plan GS est presque toujours recouverte d’optiques de réfraction qui assurent la fonctionnalité règlementaire (déviation contrôlée de la lumière dans les zones nécessaires). Ces optiques sont souvent réalisées à l'aide d'un insert dans le moule du guide et dégradent l’état de surface visible de la face de sortie de lumière du guide (la face de sortie de lumière qui est à la base lisse, est dégradée par la géométrie des optiques, les traces de cales utilisées dans le process de moulage, etc…).
Comme illustré à la figure 3, les optiques de réfraction définissent de manière connue, des surfaces convexes ou concaves, ou calottes hémisphériques adjacentes, appelées également billes, qui occupent toute la surface de sortie de lumière FS du guide GS et qui définissent des microlentilles de réfraction MLR.
Pour remplir la grille photométrique, il est nécessaire de dévier la lumière, par exemple, de +/- 45° autour de X.
La figure 4 illustre un guide plan GS réalisé dans un matériau possédant un indice de réfraction (a) par exemple égale à 1,49 pour un PMMA (polymethylmetacrylate) et le cheminement des rayons lumineux RL depuis la face d’entrée d’injection de lumière FE vers la face de sortie FS du guide GS sur laquelle sont agencées les billes MLD.
Les rayons lumineux RL traversant les billes MLR sont déviés et sortent donc de la face de sortie de lumière FS avec des directions variables contrôlées par la taille des billes MLR et leur répartition sur la face de sortie FS.
La figure 5 illustre une vue de détail d’une microlentille MLR avec sa micro-grille photométrique MGP associée.
Cependant, ce type de répartition n'est pas suffisante pour obtenir un aspect allumé homogène pour l'œil d’un observateur situé derrière le véhicule VHL en considérant des feux de signalisation arrière. Pour obtenir un aspect allumé homogène dans toutes les directions autour du véhicule, il est nécessaire d'envoyer une importante quantité de lumière à +/-90° autour de X, là où la lumière n'est pas nécessaire à la réglementation. Les optiques doivent donc assurer à la fois la grille photométrique réglementaire et l'homogénéité, ce qui est souvent difficilement compatible.
Un but de la présente invention est de proposer des optiques qui permettent à la fois d'assurer la photométrie et l'homogénéité visuelle de la lumière restituée par le feu de signalisation.
Une partie du profil de l’optique permettra une importante diffusion de la lumière pour assurer l'homogénéité visuelle et une autre partie du profil de l'optique dirigera la lumière de manière plus contrôlée vers la grille photométrique (en quantité et en direction).
A cet effet, l’invention a pour premier objet un guide de lumière plan comportant une face d’entrée apte à recevoir de la lumière et une face de sortie de lumière, distante de la face d’entrée et parallèle à la face d’entrée, et qui est la face visible du guide, la face de sortie de lumière comportant une pluralité d’optiques de réfraction, adjacentes et réparties sur toute la face de sortie de lumière, caractérisé en ce que le profil de chaque optique comporte une première et une deuxième surface de diffusion ; la deuxième surface étant obtenue après découpe de la première surface.
Selon une caractéristique, le plan de découpe de la deuxième surface est sensiblement parallèle à la face de sortie de lumière.
Selon une autre caractéristique, la première surface est de forme convexe ou concave par rapport à la face de sortie de lumière et la deuxième surface est sensiblement plane.
Selon une autre caractéristique, le profil de chaque optique présente une forme générale de calotte hémisphérique dont le sommet a été écrêté.
L’invention a pour deuxième objet, un feu de signalisation pour véhicule automobile comportant un boitier comportant au moins un guide tel que décrit ci-dessus.
Enfin, l’invention a pour troisième objet, un véhicule (VHL) comprenant un feu de signalisation tel que décrit ci-dessus.
La présente invention propose des optiques qui permettent à la fois d'assurer la photométrie et l'homogénéité visuelle de la lumière restituée par la face de sortie du guide de lumière.
D’autres avantages et caractéristiques pourront ressortir plus clairement de la description qui va suivre.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
la figure 1, déjà décrite, représente un guide de lumière plan de l’état de l’art ;
la figure 2, déjà décrite, représente schématiquement une implantation d’un guide de lumière plan dans un boitier de feu de signalisation arrière de véhicule automobile ;
la figure 3, déjà décrite, représente une face de sortie d’un guide plan de l’état de l’art comportant une pluralité de microlentilles (ou billes) de réfraction ;
la figure 4, déjà décrite, représente une répartition des rayons de lumière sortant de la face de sortie d’un guide plan de l’état de l’art ;
la figure 5, déjà décrite, une vue de détail d’une microlentille d’un guide plan de l’état de l’art avec sa microgrille photométrique ;
la figure 6 représente une répartition des rayons de lumière sortant de la face de sortie d’un guide plan selon l’invention ; et
la figure 7 représente une vue de détail d’une microlentille du guide plan selon l’invention avec sa microgrille photométrique.
Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.
Le choix d’utiliser deux types de surfaces séparées l’une de l’autre pour les optiques, afin obtenir deux fonctions utiles séparées, ne permettrait pas d’optimiser simultanément la grille photométrique et l’homogénéité de la lumière.
Dans un tel cas, ces optiques diffuseraient globalement la lumière dans la limite du remplissage de la grille photométrique en limitant l’homogénéité au profit du remplissage de la grille photométrique avec une influence limitée de l’une des surfaces sur l’autre.
L’invention propose un profil d’optique de réfraction MLR comportant une première et une deuxième surface de diffusion SFC et SFT dans laquelle la deuxième surface SFT est obtenue à partir de la première surface SFC.
Les deux surfaces SFC et SFT sont optimisées suivant les deux étapes suivantes :
- la première surface SFC est définie pour rechercher une forme d’optique (surface de forme convexe ou concave ) permettant d’assurer une homogénéité optimale.
- la deuxième surface SFT est définie à partir d’une découpe de la première surface SFC pour limiter la diffusion et concentrer la lumière sur la grille photométrique.
Cette découpe peut être réalisée par un usinage global ou local des premières surfaces SFC des optiques MLR pour obtenir au final des optiques ayant un profil tronqué. Cette découpe peut être également obtenue directement par moulage.
Dans l’exemple du mode de réalisation, illustré à la figure 7, les optiques MLR tronquées présentent des formes de calottes hémisphériques dont les sommets ont été écrêtés par des surface planes qui s’étendent dans des plans sensiblement parallèles au plan de la face de sortie FS de lumière.
La surface de découpe réalisant la deuxième surface SFT peut ne pas être rigoureusement plane et définir une surface sensiblement convexe ou concave par rapport à la première surface SFC. Les rayons de courbure des surfaces sensiblement convexes ou concaves définissant la deuxième surface SFT, étant supérieurs aux rayons de courbure de la première surface (surface convexe SFC).
Le positionnement et les dimensions de cette surface de découpe SFT permettent de déterminer la quantité de lumière redirigée vers la microgrille et l’orientation des rayons lumineux RL.

Claims (6)

  1. Guide de lumière plan (GS) comportant une face d’entrée (FE) apte à recevoir de la lumière et une face de sortie de lumière (FS), distante de la face d’entrée (FE) et parallèle à la face d’entrée (FE), et qui est la face visible du guide (GS), la face de sortie de lumière (FS) comportant une pluralité d’optiques de réfraction (MLR), adjacentes et réparties sur toute la face de sortie de lumière (FS), caractérisé en ce que le profil de chaque optique (MLR) comporte une première et une deuxième surface de diffusion (SFC et SFT) ; la deuxième surface (SFT) étant obtenue après découpe de la première surface (SFC).
  2. Guide (GS) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le plan de découpe de la deuxième surface est sensiblement parallèle à la face de sortie de lumière (FS).
  3. Guide (GS) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première surface est de forme convexe ou concave par rapport à la face de sortie de lumière (FS) et en ce que la deuxième surface est sensiblement plane.
  4. Guide (GS) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profil de chaque optique (MLR) présente une forme générale de calotte hémisphérique dont le sommet a été écrêté.
  5. Feu de signalisation (FSA) pour véhicule automobile (VHL) comportant un boitier (BFA) comportant au moins un guide (GS) selon l’une des revendications précédentes.
  6. Véhicule (VHL) comprenant un feu de signalisation (FSA) selon la revendication précédente.
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Citations (6)

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