FR3137631A3 - Dispositif de signalisation lumineuse de véhicule automobile - Google Patents

Abstract

Titre : Dispositif d’éclairage et de signalisation pour véhicule automobile. La présente invention a pour principal objet un dispositif de signalisation (1) comprenant au moins un élément optique (4) et une source lumineuse (2) disposée en regard de l’élément optique (4) et configurée pour émettre des rayons lumineux vers l’élément optique (4), l’élément optique (4) présentant une face externe (6) formant une face de sortie des rayons lumineux pour former un faisceau de signalisation et une face interne (8) opposée, l’élément optique (4) présentant un bord transversal (10) reliant la face interne (8) à la face externe (6) et en regard duquel est disposée la source lumineuse (2), caractérisé en ce que le dispositif de signalisation (1) comprend un film de découplage (16) des rayons lumineux à microstructures qui est disposé contre la face externe (6) ou la face interne (8) de l’élément optique (4). Figure 1.

Description

Dispositif de signalisation lumineuse de véhicule automobile

L’invention a trait au domaine de la signalisation lumineuse dans le domaine automobile, et notamment les feux stop, les feux de position ou encore les feux de changement de direction équipant les véhicules automobiles.

Les feux stop permettent à un véhicule automobile d’indiquer aux usagers de la route situés à l’arrière dudit véhicule automobile quand ce dernier ralentit en freinant. Les feux de position permettent au véhicule automobile d’indiquer la position dudit véhicule automobile aux autres usagers de la route. Les feux de changement de direction indiquent aux autres usagers le souhait du conducteur de vouloir changer la direction prise par le véhicule automobile.

Ces différents feux sont générés par un dispositif lumineux qui peut notamment comporter une source lumineuse émettant des rayons lumineux, un élément optique formant un guide de lumière dans l’épaisseur duquel les rayons lumineux de la source lumineuse sont transmis, des moyens de découplage configurés pour faire sortir les rayons lumineux de l’élément optique, et le cas échéant un filtre coloré disposé en regard de la face de sortie de lumière de l’élément optique.

Les moyens de découplage peuvent être réalisés par des microstructures formées sur une face opposée à la face de sortie des rayons. Ces microstructures sont formées dans la matière de l’élément optique, et les contraintes de fabrication impliquent que ces microstructures présentent une dimension transversale, selon une direction perpendiculaire à la profondeur dans la matière, qui est supérieure à 100 microns. Ceci permet d’avoir un aspect homogène du faisceau de signalisation projeté pour un observateur à distance du véhicule, mais cet aspect homogène se dégrade au fur et à mesure que l’observateur se rapproche du dispositif lumineux, l’observateur pouvant alors percevoir le découpage des rayons lumineux formant le faisceau de signalisation.

Un moyen pour gérer cet aspect esthétique est de rajouter un écran diffusant devant la face de sortie du faisceau de signalisation. Ceci implique d’ajouter une pièce au dispositif de signalisation.

Par ailleurs, lorsque le constructeur ou l’équipementier souhaite proposer un dispositif de signalisation qui présente un aspect coloré adapté, par exemple une couleur rouge pour un feu stop ou une couleur orange pour un feu de changement de direction, même lorsque la fonction de signalisation est inactive, un écran coloré doit être ajouté devant l’écran diffusant, ce qui a là encore pour effet de complexifier le montage du dispositif de signalisation et d’augmenter l’encombrement de ce dernier.

Dans ce contexte, la présente invention a pour principal objet un dispositif de signalisation comprenant au moins un élément optique et une source lumineuse disposée en regard de l’élément optique et configurée pour émettre des rayons lumineux vers l’élément optique, l’élément optique présentant une face externe formant une face de sortie des rayons lumineux pour former un faisceau de signalisation et une face interne opposée, l’élément optique présentant un bord transversal reliant la face interne à la face externe et en regard duquel est disposée la source lumineuse, caractérisé en ce que le dispositif de signalisation comprend un film de découplage des rayons lumineux à microstructures qui est disposé contre la face externe ou la face interne de l’élément optique.

Un tel dispositif de signalisation peut être installé sur un véhicule pour être utilisé en tant que feux de position, feux stop et/ou feux de changement de direction par exemple.

L’élément optique forme plus particulièrement un guide de lumière surfacique, dont l’épaisseur est faible par rapport à l’étendue de deux surfaces principales en regard l’une de l’autre, et qui est destiné à être traversé par des rayons lumineux émis par la source lumineuse en regard d’une tranche du guide de lumière surfacique, avec une des deux surfaces principales qui forme une face de sortie des rayons lumineux pour former un faisceau de signalisation présentant une direction de propagation principale selon une direction perpendiculaire à la direction à l’entrée dans le guide de lumière.

Le film de découplage et les microstructures portées par le film de découplage sont destinés à faire sortir les rayons lumineux se propageant au travers de l’élément optique, de manière à former un faisceau de signalisation sur la face de sortie de l’élément optique, que ce soit au niveau du film de découplage si celui-ci est rapporté sur la face externe de l’élément optique ou à l’opposé du film de découplage si celui-ci est rapporté sur la face interne de l’élément optique. Plus particulièrement, les rayons lumineux pénétrant dans l’élément optique par le bord transversal présentent un angle d’incidence tel qu’ils sont réfléchis successivement contre chacune des faces de l’élément optique. Lorsque les rayons lumineux rencontrent la face contre laquelle est apposée le film de découplage, une partie des rayons lumineux est réfléchie par les microstructures du film de découplage avec un angle restant supérieur à l’angle de réflexion total, de sorte que ceux-ci vont continuer à se propager au sein de l’élément optique, et d’autres rayons sont eux soit réfractés hors de l’élément optique, notamment lorsque le film de découplage est disposé contre la face externe, soit réfléchis avec un angle inférieur à l’angle de réflexion total, de sorte que ceux-ci vont sortir de l’élément optique lors de la prochaine interaction avec la face de sortie, notamment lorsque le film de découplage est disposé contre la face interne.

Le fait de former les moyens de découplage, à savoir les microstructures, sur un film réalisé indépendamment de l’élément optique et rendu solidaire dans un deuxième temps de cet élément optique permet de réaliser facilement des microstructures de plus petites dimensions qu’elles ne l’étaient dans l’art antérieur quand elles étaient réalisées dans la matière de l’élément optique. La microstructure ayant une dimension caractéristique inférieure à ce que l’œil est capable de résoudre, on peut assurer ainsi un découpage plus fin des rayons lumineux et une impression visuelle d’un faisceau de signalisation plus homogène, quelle que soit la distance d’où regarde un observateur extérieur, en se passant de devoir ajouter un élément diffusant entre le guide de lumière et l’observateur, ce qui permet de limiter l’encombrement du dispositif de signalisation.

Tel que cela a été évoqué, le film de découplage peut être disposé tout aussi bien sur la face interne que sur la face externe de l’élément optique. Ce choix peut notamment être dicté par l’efficacité souhaitée du système, en tenant compte du design des microstructures qui sont réalisées sur le film de découplage et notamment sur leur taille et l’impact diffractif ou réfractif qu’elles ont sur les rayons lumineux les rencontrant. Ce choix peut également être dicté par des considérations esthétiques, un film de découplage disposé contre la face externe de l’élément optique donnant au dispositif un aspect légèrement laiteux alors que si le film de découplage est disposé contre la face interne de l’élément optique, la face externe sera directement visible par l’utilisateur et aura un aspect plus brillant.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, une forme de chaque microstructure présente des arêtes s’inscrivant dans un cercle dont le diamètre est inférieur à 100µm.

La forme d’une microstructure peut notamment se définir par les arêtes de cette microstructure, que celle-ci soit isolée du reste des microstructures sur le film de découplage ou en chevauchement partiel d’au moins une autre microstructure.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, les arêtes définissant la forme de chaque microstructure s’inscrivent dans un cercle dont le diamètre est supérieur à 10µm.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, l’élément optique présente une épaisseur comprise entre 2mm et 5mm, l’épaisseur étant mesurée entre la face interne et la face externe.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le dispositif de signalisation est un feu de changement de direction. En d’autres termes, la source lumineuse participe à la réalisation d’une fonction de feu de changement de direction.

De préférence, la source lumineuse émet des rayons lumineux de couleur orange, avec une longueur d’ondes qui est par exemple comprise entre 587nm et 596nm, ou de couleur rouge, avec une longueur d’ondes qui est supérieure à 610nm.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le dispositif de signalisation est un feu stop. En d’autres termes, la source lumineuse participe à la réalisation d’une fonction de feu stop.

De préférence, la source lumineuse émet des rayons lumineux de couleur rouge, avec une longueur d’ondes qui est comprise entre 609nm et 740 nm.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le dispositif de signalisation est un feu de position. En d’autres termes, la source lumineuse participe à la réalisation d’une fonction de feu de position, notamment à l’avant du véhicule, en émettant des rayons lumineux de couleur blanche.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, l’élément optique est coloré. Au moins la face de sortie est colorée, c’est-à-dire la face tournée vers la scène de route et visible par les observateurs extérieurs. Une telle coloration de la face de sortie permet de donner un aspect coloré du dispositif de signalisation même lorsque le dispositif et la source lumineuse associée sont éteints. A titre d’exemple, pour simplifier la réalisation du dispositif de signalisation, l’ensemble de l’élément optique peut être coloré.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, une différence entre l’indice optique du film de découplage et l’indice optique de l’élément optique est inférieure à 0.1. De la sorte, les rayons lumineux ne sont pas déviés ou peu déviés en passant de l’élément optique au film de découplage, et inversement, et seul les microstructures du film de découplage ont un effet sur la modification de l’angle d’incidence des rayons lumineux au sein du guide de lumière formé par l’élément optique.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, l’élément optique présente un deuxième bord transversal opposé audit bord transversal, appelé premier bord transversal, la concentration en microstructures augmentant depuis le premier bord transversal vers le deuxième bord transversal. Une telle configuration, avec une concentration des microstructures qui évolue le long de la dimension verticale de l’élément optique et donc du film de découplage, est notamment utile en ce qu’au fur et à mesure de l’avancement vertical des rayons lumineux au sein du guide de lumière, une partie des rayons a été découplée pour sortir du guide de lumière. De la sorte, le nombre de rayons lumineux rencontrant la face interne de l’élément optique au voisinage du deuxième bord transversal est moins important que le nombre de rayons lumineux sortant de la source lumineuse et rencontrant pour la première fois la face interne de l’élément optique, au voisinage du premier bord transversal. Il est donc souhaitable qu’un grand nombre de microstructures soit présent au voisinage du deuxième bord transversal, pour être certain d’avoir un effet sur une partie des rayons, plus éparses, et il est donc souhaitable qu’un petit nombre de microstructures soit présent au voisinage du premier bord transversal, pour être certain qu’une partie des rayons lumineux, concentrés à cet endroit, puisse ne pas rencontrer de microstructures et continuer à être propagé au sein de l’élément optique.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le film de découplage est collé ou surmoulé sur la face externe ou sur la face interne de l’élément optique.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le dispositif de signalisation comprend un boîtier de support de l’élément optique, le boîtier comprenant une base et un cadre, la source lumineuse étant logée dans la base tandis que l’élément optique et le film de découplage sont logés dans le cadre, le cadre présentant une ouverture frontale pour dégager la face externe de l’élément optique.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le cadre comprend une paroi de fermeture en regard du film de découplage.

Selon une autre caractéristique alternative de l’invention, le dispositif de signalisation comprend un boîtier de support de l’élément optique, dans lequel est au moins logée la source lumineuse et en saillie duquel s’étend principalement l’élément optique, un revêtement opaque étant disposé sur le pourtour de l’ensemble formé par l’élément optique et le film de découplage.

La présente invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un dispositif de signalisation caractérisé selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :

est une représentation schématique d’un premier mode de réalisation d’un dispositif de signalisation selon l’invention, rendant notamment visibles un élément optique et un film de découplage, et un exemple de trajet de rayons lumineux au sein de l’élément optique ;

est une vue de détail d’un rayon lumineux impactant une microstructure du film de découplage dans le mode de réalisation de la , pour rendre visible un cas particulier de propagation de rayons lumineux dans le dispositif de signalisation ;

est une représentation schématique du dispositif de signalisation représenté sur la comprenant un film coloré ;

est une représentation en perspective du dispositif de signalisation des figures 1 et 3, rendant plus particulièrement visible l’agencement d’un boîtier formant support de l’élément optique et du film de découplage et logeant une source lumineuse ;

est une représentation schématique d’un deuxième mode de réalisation d’un dispositif de signalisation selon l’invention ;

est une représentation en perspective du dispositif de signalisation de la , rendant plus particulièrement visible l’agencement particulier d’un boîtier formant support de l’élément optique et du film de découplage et logeant une source lumineuse.

Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.

Sur la est illustré un dispositif de signalisation 1 configuré pour projeter un faisceau de signalisation. Le dispositif de signalisation 1 est configuré pour être monté sur un véhicule automobile, le faisceau lumineux généré par le dispositif de signalisation 1 étant configuré au moins pour signaler la position du véhicule automobile sur lequel il est équipé à d’autres usagers de la route. Le dispositif de signalisation peut notamment être utilisé comme feux de position, feux stop et/ou feux de changement de direction par exemple

Le dispositif de signalisation 1 comprend une source lumineuse 2 configurée pour générer des rayons lumineux principalement le long d’un axe optique V et un élément optique 4 dont une tranche est disposée en regard de la source lumineuse 2 de sorte que les rayons lumineux sont transmis dans l’épaisseur de l’élément optique 4 formant un guide de lumière surfacique.

La source lumineuse 2 peut par exemple être une diode électroluminescente, généralement connu sous l’abréviation LED.

Selon différentes alternatives, la ou les diodes électroluminescentes choisies peuvent être configurées pour émettre une lumière blanche, notamment pour générer des feux de position, une lumière rouge, pour générer des feux stop, ou encore une lumière orange, pour générer des feux de changement de direction.

L’élément optique 4 est configuré pour diffuser les rayons lumineux émis par la source lumineuse 2 et générer le faisceau de signalisation en direction du milieu extérieur au dispositif de signalisation 1. L’élément optique 4 présente la forme d’une paroi vitrée transparente présentant une face externe 6 à travers laquelle les rayons lumineux sont orientés vers l’extérieur du dispositif de signalisation 1 pour former le faisceau de signalisation et une face interne 8 opposée. Dans l’exemple illustré ici sur les figures, la face interne 8 et la face externe 6 de l’élément optique 4 s’étendent dans des plans parallèles à une direction transversale T et une direction verticale V, ces deux directions s’étendant perpendiculairement l’une de l’autre.

De plus, l’élément optique 4 présente un bord transversal 10 reliant la face interne 8 à la face externe 6, le bord transversal 10 s’étendant entre la face interne 8 et la face externe 6 le long d’une direction longitudinale L perpendiculaire à la direction transversale T et à la direction verticale V. Avantageusement, la source lumineuse 2 est disposée en regard du bord transversal 10 et est configurée pour transmettre des rayons lumineux dans l’élément optique 4 au travers de son bord transversal 10.

On définit ici que le bord transversal 10 en regard duquel la source lumineuse 2 est disposée est un premier bord transversal 10 et que l’élément optique 4 présente un deuxième bord transversal 12 opposé à ce premier bord transversal 10, avec deux bords transversaux latéraux s’étendant entre le premier bord transversal 10 et le deuxième bord transversal 12. La face externe 6 et la face interne 8 sont sensiblement parallèles l’une par rapport à l’autre, et sensiblement perpendiculaires au premier bord transversal 10.

Selon un exemple de réalisation, l’élément optique 4 prend une forme globalement parallélépipédique dont les différentes faces sont constituées de la face interne 8, de la face externe 6, du premier bord transversal 10, du deuxième bord transversal 12 et des deux bords transversaux latéraux. Cependant, sans sortir du contexte de l’invention, l’élément optique 4 peut prendre des formes différentes d’un parallélépipède. À titre d’exemples non limitatifs, les bords transversaux latéraux peuvent prendre une forme autre qu’un plan de manière à donner une forme plus complexe à l’élément optique, ou bien les faces externe 6 et interne 8 peuvent ne pas être planes de manière à donner à l’élément optique une forme de nappe courbe.

L’élément optique 4 présente une épaisseur comprise entre 2mm et 5mm. L’épaisseur est ici la distance mesurable la plus courte entre la face interne 8 et la face externe 6, c’est-à-dire ici le long d’une direction parallèle à la direction longitudinale L. L’élément optique peut être considéré comme un guide de lumière surfacique dans la mesure où l’épaisseur mesurée entre la face interne et la face externe est de faible valeur par rapport aux deux dimensions principales des faces interne et externe de l’élément optique. Un tel guide de lumière surfacique est apte à propager les rayons lumineux émis depuis une tranche par réflexions totales successives, jusqu’à ce que leur rencontre avec une microstructure formant moyen de découplage, ne génère la sortie des rayons lumineux du guide de lumière par la face de sortie, à l’opposé de la microstructure.

Tel qu’évoqué, l’élément optique 4 est transparent pour permettre la propagation par réflexions totales successives des rayons lumineux jusqu’à la face de sortie de l’élément optique. La couleur du faisceau de signalisation sortant du dispositif de signalisation 1 peut correspondre à la longueur d’ondes des rayons lumineux générés par la source lumineuse 2.

De manière alternative, l’élément optique 4 est coloré. L’élément optique 4 peut être coloré en rouge ou en orange, afin de pouvoir être utilisé comme feux stop ou feux de changement de direction par exemple. Dans de telles alternatives, la source lumineuse 2 peut se contenter de générer une lumière blanche.

La coloration de l’élément optique permet d’obtenir un aspect coloré de l’élément optique même lorsque le dispositif de signalisation n’est pas actif. Cette coloration de l’élément optique peut alternativement consister en un film coloré 14 disposé contre la face externe 6 de l’élément optique 4, c’est-à-dire la partie visible par un observateur extérieur. Dans cette alternative, la source lumineuse 2 peut générer une lumière blanche, ou une lumière de couleur appropriée au type de faisceau de signalisation souhaité, et l’élément optique 4 peut être incolore.

Selon l’invention, le dispositif de signalisation 1 comprend au moins un film de découplage 16 des rayons lumineux disposé contre l’une des faces principales de l’élément optique 4, à savoir la face interne 8 ou la face externe 6, le film de découplage 16 comprenant des microstructures 18 permettant de dévier les rayons lumineux lors de leur déplacement par réflexions totales successives. Plus particulièrement, les microstructures du film de découplage 16 sont configurées pour changer l’angle d’incidence des rayons lumineux afin que leur angle d’incidence lorsqu’ils rencontrent la face de l’élément optique 4 dédiée à la sortie des rayons permette une réfraction des rayons lumineux, et non plus une réflexion. Le film de découplage 16 permet ainsi d’assurer la sortie des rayons lumineux via la face de sortie, ici la face externe, de l’élément optique 4 pour former le faisceau de signalisation.

Dans l’exemple qui va être décrit par la suite, le film de découplage est apposé contre la face interne 8, mais on comprendra que cette description peut être adaptée à un cas précédemment évoqué où le film de découplage est apposé contre la face externe 6.

Plus particulièrement, et tel qu’illustré à titre d’exemple sur la , les rayons lumineux sont générés par la source lumineuse 2 puis transmis dans l’élément optique 4 à travers le bord transversal 10. Les rayons lumineux présentent un angle d’incidence tel qu’ils sont propagés par réflexions totales successives entre la face externe 6 et la face interne 8 opposée de l’élément optique 4. Lorsque les rayons lumineux réfléchis rencontrent la face interne 8, ils continuent leur trajectoire jusqu’aux microstructures du film de découplage 16 plaqué contre la face interne 8, sans que les rayons lumineux ne soient déviés au passage de la face interne 8, l’indice optique de l’élément optique 4 et du film de découplage étant sensiblement égaux.

La présence des microstructures implique alors une modification de la trajectoire des rayons lumineux incidents, la modification de l’angle d’incidence pouvant notamment varier en fonction de la dimension de la microstructure rencontrée par le rayon lumineux sur le film de découplage. En effet, deux phénomènes optiques différents interviennent au niveau du film de découplage 16. Lorsqu’un rayon lumineux rencontre une microstructure de grandes dimensions, c’est-à-dire ici relatives à une dimension de 100µm qui sera explicitée ci-après, le rayon lumineux est principalement réfracté, tandis qu’il est diffracté s’il rencontre une microstructure de petites dimensions, c’est-à-dire ici relative à une dimension équivalente de 10µm. Par ailleurs, avec une microstructure de dimensions intermédiaires, le rayon lumineux est en partie réfracté et en partie diffracté.

On comprend que plus on diminue la taille des microstructures présentes sur le film de découplage, plus la diffraction des rayons lumineux amenés à rencontrer le film de découplage devient importante au détriment de la réfraction. Une plage de dimensions préférentielle de l’invention, entre 10µm et 100µm, permet de proposer une plage hybride où les deux phénomènes de diffraction et de réfraction peuvent cohabiter.

Le phénomène de diffraction permettant aussi bien de réfléchir la lumière que de la transmettre, on joue ainsi sur le nombre de microstructures de petites dimensions pour donner un caractère diffractif au film de découplage et à la face principale de l’élément optique sur laquelle le film de découplage est plaqué, en fonction de la face principale en question. La topographie des microstructures est donc différente sur les films de découplage destinés à être plaqués contre une face interne 8 par rapport aux films de découplage destinés à être plaqués contre une face externe 6.

Dans l’exemple illustré sur la , avec le film de découplage plaqué contre la face interne 8, on comprend qu’une partie des rayons lumineux est réfléchie en présentant un angle d’incidence entraînant des réflexions totales successives des rayons lumineux, tel que représenté partiellement en traits pointillés sur le tracé de rayons de la jusqu’à rencontrer une microstructure les déviant de leur trajectoire d’origine, tandis qu’une autre partie de rayons lumineux est réfléchie par les microstructures 18 du film de découplage 16 avec un nouvel angle d’incidence. Si l’angle d’incidence est suffisant, cette partie des rayons lumineux rencontre la face externe 6, avec un angle d’incidence permettant leur réfraction, de sorte qu’ils sont réfractés au travers de la face externe 6 de l’élément optique 4 et projetés en direction du milieu extérieur au dispositif de signalisation 1 pour former un faisceau de signalisation.

La montre un détail d’un rayon lumineux venant impacter une des microstructures 18 présente sur le film de découplage disposé contre la face interne 8. Les microstructures sont disposées à l’opposé de la face externe 6 de l’élément optique. On comprend qu’un rayon lumineux arrivant sur la face interne 8 avec un angle d’incidence tel qu’il peut être transmis l’est sensiblement sans déviation du fait des indices optiques proches n1 et n2 de l’élément optique et du dispositif de découplage. Le rayon lumineux traverse le film de découplage jusqu’à rencontrer une microstructure 18. Il est au moins en partie diffracté et réfléchi lorsque la dimension de la microstructure est appropriée et se dirige alors vers la face externe 6, en traversant la face interne 8 puis en étant transmis à travers l’élément optique 4.

Lorsque le film de découplage 16 est disposé contre la face externe 6, les microstructures 18 sont disposés en regard de l’extérieur du dispositif de signalisation 1 et à l’opposé de la face interne 8 de l’élément optique 4. On comprend que les rayons lumineux se propagent tout d’abord à travers l’élément optique 4, puis à travers le film de découplage 16 avant de rencontrer les microstructures 18. En fonction de la taille des microstructures rencontrées, une partie des rayons lumineux est directement réfractée et participe à former le faisceau de signalisation tandis qu’une autre partie des rayons lumineux est diffractée de sorte que certains des rayons lumineux sont dirigés vers l’extérieur et que certains des rayons lumineux sont réfléchis pour se propager à travers le film de découplage 16 et l’élément lumineux 4, jusqu’à rencontrer, de nouveau, des microstructures 18.

Tel que cela sera décrit plus en détails ci-après, l’élément optique 4 comporte un revêtement opaque sur sa périphérie, c’est-à-dire en recouvrement des bords transversaux, ou tout au moins en recouvrement des bords transversaux qui ne sont pas logés dans un boîtier support.

On comprend ainsi de ce qui précède que la face externe 6 constitue une face de sortie de lumière qui est disposée à l’opposé du film de découplage 16. La réflexion des rayons lumineux contre les microstructures 18 du film de découplage 16 permet ainsi d’orienter les rayons lumineux vers la sortie de lumière.

La forme des microstructures n’est pas limitative de l’invention, et leur réalisation sur un film de découplage qui est rapporté dans un second temps sur l’une des faces, que ce soit la face externe ou la face interne, de l’élément optique, permet de réaliser différentes formes avec moins de contraintes de fabrication que si les microstructures avaient été réalisés directement en surface de l’élément optique. Les microstructures peuvent notamment, sans que cela soit limitatif pour l’invention dès lors qu’elles sont formées sur un film rapporté dans un deuxième temps sur l’élément optique et qu’elles présentent une dimension inférieure à 100µm, présenter une forme de sphère simple, de prisme, ou bien encore une forme plus complexe.

La dimension des microstructures peut notamment se définir par les arêtes qui constituent chaque microstructure, de forme simple ou complexe. Si la microstructure est agencée sur le film de découplage sans interaction avec d’autres microstructures, c’est-à-dire à distance des autres microstructures, l’arête à considérer est celle formant le pourtour de la microstructure, dans le plan principal du film de découplage et au contact de la surface neutre de l’élément optique sur laquelle le film de découplage est rapporté. Si plusieurs microstructures se chevauchent, l’arête d’une microstructure à considérer est l'intersection, dans le plan principal du film de découplage, de cette microstructure avec les autres microstructures.

Dans ce contexte, la caractéristique selon laquelle la microstructure présente une dimension inférieure à 100 µm peut être considérée comme suit : la forme définie par une arête d’une microstructure est inscrite dans un cercle dont le diamètre est inférieur à 100 µm.

Les microstructures peuvent présenter des dimensions, inférieures à 100µm notamment, plus petites que si elles avaient été réalisées dans la matière de l’élément optique et cette réalisation des microstructures dans un film indépendant rapporté dans un deuxième temps sur l’élément optique permet ainsi de réduire une distance entre chacun des rayons lumineux découplés, ce qui permet d’obtenir un aspect de diffusion homogène du dispositif de signalisation 1 perçu pour un observateur, notamment à faible distance du véhicule.

La concentration en microstructures 18 peut varier selon la position des microstructures sur le film de découplage, et plus particulièrement selon la position que les microstructures vont prendre par rapport à la face d’entrée des rayons lumineux une fois le film de découplage rapporté sur l’élément optique. Plus particulièrement, les microstructures peuvent être réalisées en plus grand nombre pour une surface de film donnée au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la face d’entrée. Te que cela a pu être évoqué, la concentration des microstructures augmente depuis le premier bord transversal 10 vers le deuxième bord transversal 12 de manière complémentaire au fait que le nombre de rayons émis à l’origine par la source lumineuse et se propageant dans le guide de lumière formé par l’élément optique tend à diminuer au fur et à mesure de l’éloignement de la face d’entrée puisqu’une partie des rayons découplés sort au fur et à mesure du guide de lumière par la face externe formant face de sortie des rayons lumineux.

Le film de découplage 16 est rendu solidaire de l’élément optique 4 par collage ou surmoulage sur la face interne 8 ou sur la face externe 6 de l’élément optique 4. Le film de découplage 16 et l’élément optique 4 forment de la sorte un ensemble simple à obtenir, compact, et qui peut être fixé simplement dans un boîtier support.

On va maintenant décrire un premier mode de réalisation de l’invention illustré sur les figures 1 à 4, dans lequel le boîtier 20 consiste uniquement en une base dans laquelle sont logés la source lumineuse 2 et le bord transversal 10 de l’élément optique 4 en regard duquel est disposé la source lumineuse 2. Le boîtier 20 permet ici d’isoler la source lumineuse 2 du milieu extérieur au dispositif de signalisation 1, pour s’assurer que des rayons lumineux émis par la source lumineuse 2 ne se propage pas en dehors de l’élément optique. La base permet par ailleurs de proposer un logement étanche pour la source lumineuse 2, pour la protéger de salissures provenant du milieu extérieur au dispositif de signalisation 1.

L’élément optique 4 comprend tel qu’évoqué un revêtement opaque 22 s’étendant au moins en partie sur le deuxième bord transversal 12 et les deux bords transversaux latéraux. Ce revêtement opaque 22 a pour but d’éviter que les rayons lumineux amenés à rencontrer un bord transversal ne fuient du guide de lumière par une autre face que la face de sortie désignée, à savoir la face externe 6.

Le revêtement opaque, dans ce premier mode de réalisation, consiste en une couche mince, formée par une couche de peinture, une couche d’adhésif, voir un matériau vaporisé sous vide, qui n’a pas de fonction structurante, mais qui a pour effet d’optimiser la compacité du dispositif de signalisation 1.

Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention illustré sur les figures 5 et 6, le boîtier 20 du dispositif de signalisation 1 comprend une base 24 et un cadre 26, la source lumineuse 2 étant logée dans la base 24 tandis que l’élément optique 4 et le film de découplage 16 sont logés dans le cadre 26.

Dans cette configuration particulière, le base 24 du boîtier 20 présente des caractéristiques semblables à celles qui ont été décrites à propos du boîtier 20 dans le premier mode de réalisation.

Le cadre 26 comprend au moins une paroi de recouvrement 28 disposée à l’opposé de la base 24 et deux parois latérales s’étendant entre la base 24 et la paroi de recouvrement 28. Lorsque l’élément optique est logé dans le boîtier 20, la paroi de recouvrement 28 est en regard du deuxième bord transversal 12 de l’élément optique 4, tandis que chacune des parois latérales du cadre 26 est en regard de l’un des bords transversaux latéraux de l’élément optique 4.

Chacune de ces parois s’étend longitudinalement entre un bord externe disposé du côté de la sortie du faisceau de signalisation et un bord interne opposé. Le bord externe de la paroi de recouvrement 28 et des parois latérales participent à délimiter au moins en partie une ouverture frontale du cadre 26, par laquelle est projeté le faisceau de signalisation. En d’autres termes, tel que cela est visible sur la , la face externe 6 de l’élément optique 4 est installée en regard de l’ouverture frontale du cadre 26.

Le cadre 26 comprend une paroi de fermeture 34 qui relie chacune des parois préalablement décrites, à savoir la paroi de recouvrement 28 et les parois latérales, et qui est destinée à être en regard du film de découplage 16 lorsque l’ensemble formé par l’élément optique et ce film de découplage sont insérés dans le boîtier. Plus particulièrement, la paroi de fermeture 34 s’étend entre les bords internes de la paroi de recouvrement 28 et des parois latérales. La paroi de fermeture 34 participe au moins partiellement, avec la paroi de recouvrement 28 et les parois latérales, à délimiter un logement de l’élément optique 4 et du film de découplage 16.

La est une vue en éclaté qui rend particulièrement compréhensible un procédé d’assemblage d’un dispositif de signalisation selon le deuxième mode de réalisation. Un film de découplage est dans un premier temps formé avec des microstructures de taille appropriée, qui par exemple s’inscrivent en projection sur le film de découplage dans un cercle de diamètre compris entre 10 microns et 100 microns, et ce film de découplage est apposé contre la face interne 8, ou contre la face externe 6, de l’élément optique 4, par collage ou par surmoulage. L’ensemble ainsi formé est fixé sur une carte de circuit imprimé 36, porteuse par ailleurs de la source lumineuse 2, de manière à assurer la position de cette source lumineuse en regard d’une tranche de l’élément optique. Le tout est ensuite inséré dans le boîtier 20, en insérant dans un premier temps l’élément optique par un orifice approprié formé dans la base 24 puis en déplaçant verticalement l’élément optique au sein du cadre 26 jusqu’à ce que le deuxième bord transversal 12 de l’élément optique 4 soit au contact de la paroi de recouvrement 28 et/ou jusqu’à un moyen de butée 38 formé sur l’élément optique entre en contact avec une paroi de jonction entre la base 24 et le cadre 26 du boîtier. Il convient de noter que le procédé d’assemblage qui vient d’être décrit en référence à la du deuxième mode de réalisation peut être appliqué à la du premier mode de réalisation, avec en dernière étape une insertion de l’élément optique à travers le boîtier jusqu’à ce qu’un moyen de butée formé sur l’élément optique entre en contact avec une paroi supérieure du boîtier.

Telle qu’elle vient d’être décrit dans chacun des modes de réalisation, la présente invention atteint bien les objectifs qu’elle visait en proposant un dispositif de signalisation comprenant une source lumineuse transmettant des rayons lumineux au sein d’un guide de lumière surfacique, avec des moyens de découplage qui sont formés sur un film de découplage rapporté sur un élément optique formant le guide de lumière. Le fait de délocaliser les moyens de découplage sur un film de découplage est particulièrement avantageux car cela permet de réaliser des microstructures plus petites que celles habituellement réalisées dans la matière du guide et de générer un faisceau de signalisation qui apparait homogène même pour un observateur proche du véhicule, sans qu’il soit nécessaire d’ajouter devant la face de sortie du faisceau de signalisation une pièce additionnelle formant un élément diffusant.

La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen et configuration équivalents ainsi qu’à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens.

Claims (10)

1. Dispositif de signalisation (1) comprenant au moins un élément optique (4) et une source lumineuse (2) disposée en regard de l’élément optique (4) et configurée pour émettre des rayons lumineux vers l’élément optique (4), l’élément optique (4) présentant une face externe (6) formant une face de sortie des rayons lumineux pour former un faisceau de signalisation et une face interne (8) opposée, l’élément optique (4) présentant un bord transversal (10) reliant la face interne (8) à la face externe (6) et en regard duquel est disposée la source lumineuse (2), caractérisé en ce que le dispositif de signalisation (1) comprend un film de découplage (16) des rayons lumineux à microstructures qui est disposé contre la face externe (6) ou la face interne (8) de l’élément optique (4).
2. Dispositif de signalisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une forme de chaque microstructure (18) présente des arêtes s’inscrivant dans un cercle dont le diamètre est inférieur à 100µm.
3. Dispositif de signalisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément optique (4) présente une épaisseur comprise entre 2mm et 5mm, l’épaisseur étant mesurée entre la face interne (8) et la face externe (6).
4. Dispositif de signalisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une différence entre l’indice optique du film de découplage (16) et l’indice optique de l’élément optique (4) est inférieure à 0.1.
5. Dispositif de signalisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément optique (4) présente un deuxième bord transversal (12) opposé audit bord transversal (10), appelé premier bord transversal (10), la concentration en microstructures (18) augmentant depuis le premier bord transversal (10) vers le deuxième bord transversal (12).
6. Dispositif de signalisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le film de découplage (16) est collé ou surmoulé sur la face externe (6) ou sur la face interne (8) de l’élément optique (4).
7. Dispositif de signalisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un boîtier (20) de support de l’élément optique, le boîtier (20) comprenant une base (24) et un cadre (26), la source lumineuse (2) étant logée dans la base (24) tandis que l’élément optique (4) et le film de découplage (16) sont logés dans le cadre (26), le cadre (26) présentant une ouverture frontale pour dégager la face externe (6) de l’élément optique (4).
8. Dispositif de signalisation (1) selon la revendication précédente, dans lequel le cadre (26) présente une paroi de fermeture (34) destinée à être en regard du film de découplage (16).
9. Dispositif de signalisation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un boîtier (20) de support de l’élément optique, dans lequel est au moins logée la source lumineuse (2) et en saillie duquel s’étend principalement l’élément optique (4), un revêtement opaque (22) étant disposé sur le pourtour de l’ensemble formé par l’élément optique (2) et le film de découplage (16).
10. Véhicule automobile comprenant un dispositif de signalisation (1) caractérisé selon l’une quelconque des revendications précédentes.