FR3141230A1 - Dispositif optique pour un dispositif lumineux de signalisation - Google Patents
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Abstract
Titre : Dispositif optique pour un dispositif lumineux de signalisation Dispositif optique (3) pour un dispositif lumineux (1) de signalisation, le dispositif optique (3) comprenant des moyens de collimation et des moyens de redressage de faisceaux lumineux, le dispositif optique (3) comprenant une série de modules optiques (4, 10) rigides, distincts les uns des autres, et positionnés les uns à côté des autres, chaque module optique étant destiné à collimater un faisceau lumineux (F) issu d'une source de lumière qui lui est associé, au moins deux modules optiques adjacents étant articulés en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen d'un élément flexible (7) les reliant. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1
Description
L’invention concerne le domaine des dispositifs lumineux de signalisation pour véhicules automobiles. Plus précisément, l’invention concerne un dispositif optique pour de tels dispositifs lumineux, le dispositif optique étant apte à collimater et à redresser un faisceau lumineux. L'invention porte aussi sur un procédé de fabrication d'un tel dispositif optique.
Les véhicules automobiles embarquent des dispositifs lumineux de signalisation, tels que des feux de signalisation, afin d'être bien vus des autres automobilistes. Les dispositifs lumineux sont intégrés harmonieusement à la silhouette du véhicule et participent à sa signature lumineuse. La signature lumineuse d'un véhicule peut être définie comme un agencement particulier des zones lumineuses conférant au véhicule un aspect esthétique original et/ou permettant une identification rapide et intuitive d'un modèle de véhicule ou d'une marque de véhicule. Les dispositifs lumineux comprennent ainsi un ensemble de sources lumineuses agencées selon des formes assez complexes, généralement composées de formes courbes, au travers desquelles sont émis des rayons lumineux.
Par ailleurs, les dispositifs lumineux doivent aussi émettre des rayons lumineux dans des directions spécifiques afin que les autres usagers soient correctement avertis de la présence du véhicule et/ou de ses intentions, et afin de respecter les législations automobiles. Pour cela, les dispositifs lumineux peuvent embarquer des dispositifs optiques aptes à collimater et à redresser un faisceau lumineux. La collimation d'un faisceau lumineux consiste à modifier le faisceau lumineux de sorte que ses rayons lumineux soient parallèles entre eux. Le redressage d'un faisceau lumineux consiste à réorienter globalement les rayons lumineux qui le traversent. Ces dispositifs optiques sont agencés selon les lignes courbes imposées par la silhouette du véhicule. Il en résulte que les dispositifs optiques sont complexes à fabriquer et doivent être complètement recréés pour chaque nouvelle silhouette de véhicule. Une telle complexité engendre des efforts de conception, de validation et d'industrialisation très importants.
Le but de l’invention est de fournir un dispositif optique pour un dispositif lumineux de signalisation et un procédé de fabrication d'un tel dispositif optique remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les dispositifs optiques et procédés de fabrication connus de l’art antérieur.
Plus précisément, un premier objet de l’invention est un dispositif optique pouvant être facilement adapté à différentes silhouettes de véhicule.
Un deuxième objet de l’invention est un dispositif optique simple à fabriquer.
L'invention se rapporte à un dispositif optique pour un dispositif lumineux de signalisation, le dispositif optique comprenant des moyens de collimation et des moyens de redressage de faisceaux lumineux, le dispositif optique comprenant une série de modules optiques rigides, distincts les uns des autres, et positionnés les uns à côté des autres, chaque module optique étant destiné à collimater un faisceau lumineux issu d'une source de lumière qui lui est associé, au moins deux modules optiques adjacents étant articulés en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen d'un élément flexible les reliant.
Tous les modules optiques peuvent comprendre une forme identique. Chaque module optique peut être articulé en rotation avec ses modules optiques adjacents au moyen d'un ou plusieurs éléments flexibles les reliant.
L'élément flexible peut être constitué de silicone ou de polycarbonate ou de polyméthacrylate de méthyle. Les modules optiques peuvent être constitués d'un polymère transparent, notamment de polycarbonate ou de polyméthacrylate de méthyle.
L'élément flexible et/ou les modules optiques peuvent comprendre une surface à échelons, notamment les échelons étant formés par des prismes.
Les au moins deux modules optiques adjacents peuvent être articulés en rotation l'un par rapport à l'autre avec une amplitude supérieure ou égale à 1°, notamment supérieure ou égale à 2°. La série de modules optiques peut comprendre un premier module optique et un dernier module optique, le premier module optique étant articulé en rotation par rapport au dernier module optique avec une amplitude supérieure ou égale à 10°, notamment supérieure ou égale à 20°, voire même supérieure ou égale à 45°.
L'élément flexible peut s'étendre dans un espace formé entre les deux modules optiques adjacents qu'il relie.
L'élément flexible peut comprendre un film transparent, et tous les modules optiques peuvent être fixés audit film.
Le film peut être agencé en aval des modules optiques selon le sens de propagation des faisceaux lumineux issus des sources de lumière associées à chaque module optique.
Ledit film peut être configuré pour modifier l'orientation des rayons lumineux qui le traversent.
L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un dispositif optique tel que défini précédemment, le procédé de fabrication comprenant :
- la fixation des modules optique sur le film, le film s'étendant selon un plan, puis
- la mise en forme du dispositif optique de sorte que les modules optiques soient positionnés les uns à côté des autres le long d'une ligne courbe.
L'invention se rapporte également à un dispositif lumineux de signalisation pour un véhicule automobile, comprenant une série de sources de lumière aptes à produire un faisceau lumineux et un dispositif optique tel que défini précédemment, les modules optiques étant positionnés les uns à côté des autres le long d'une ligne courbe s'étendant sensiblement transversalement au faisceau lumineux, chaque module optique étant configuré pour collimater et redresser un faisceau lumineux produit par la source de lumière qui lui est associé.
Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d’un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
La est une vue schématique de profil d'un dispositif lumineux selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La est une vue schématique de profil d'un dispositif lumineux selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La est une vue schématique de profil d'un dispositif lumineux selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
La est une première vue en perspective d'un module optique selon un mode de réalisation de l'invention, le module optique coopérant avec une source lumineuse fixée à une carte de circuit imprimé.
La est une deuxième vue en perspective du module optique de la .
La est une vue en coupe du module optique de la selon un premier plan médian P1.
La est une vue en coupe du module optique de la selon un deuxième plan médian P2.
La illustre schématiquement un dispositif lumineux 1 pour un véhicule automobile. Le dispositif lumineux 1 est un dispositif de signalisation du véhicule : il est destiné à émettre des rayons lumineux afin de rendre le véhicule bien visible pour les autres usagers de la route. Il peut être indifféremment agencé à l'avant ou à l'arrière du véhicule. En outre, les formes du dispositif lumineux composent une signature lumineuse du véhicule. Le dispositif lumineux possède ainsi une surface extérieure, visible depuis l'extérieur du véhicule, qui s'étend dans le prolongement d'une surface de carrosserie du véhicule. Cette surface extérieure peut s'étendre en trois dimensions et présenter au moins une courbure.
Le dispositif lumineux 1 comprend une série de sources de lumière 2 chacune apte à produire un faisceau lumineux F, et un dispositif optique 3 selon un mode de réalisation de l'invention. Les sources de lumière 2 peuvent, par exemple, comprendre au moins une diode électroluminescente, une lampe à incandescence, une lampe halogène ou encore une lampe à xénon. De préférence, chaque source de lumière peut être formée par une unique diode électroluminescente. Chaque source de lumière émet un faisceau lumineux F divergent, c’est-à-dire composé de rayons lumineux se propageant dans des directions différentes depuis la source de lumière 2. Sur les figures, ces rayons lumineux sont représentés par des flèches rectilignes. Le dispositif optique 3 est positionné sur la trajectoire des faisceaux lumineux F issus par l'ensemble des sources de lumière 2 et est destiné à être traversé par ces faisceaux lumineux.
Le dispositif optique 3 comprend des moyens de collimation et des moyens de redressage des faisceaux lumineux issus des sources de lumières 2. Les moyens de collimation sont configurés de sorte à rendre les rayons des faisceaux lumineux sensiblement parallèles entre eux. Ils transforment donc les faisceaux lumineux divergent en faisceaux de rayons parallèles. Une telle transformation du faisceau lumineux permet ensuite de redresser les faisceaux lumineux, c’est-à-dire de réorienter les rayons lumineux dans une direction donnée. Les moyens de redressage transforment donc des faisceaux lumineux collimatés dans une première direction en des faisceaux lumineux collimatés dans une deuxième direction distincte de la première direction. Le redressage du faisceau lumineux permet de rendre le véhicule bien visible par les autres usagers de la route et en particulier selon des angles imposés par les législations automobiles.
En complément du dispositif optique 3, le dispositif lumineux 1 peut également comprendre un filtre optique (non représenté) redressant et/ou diffusant. Le filtre optique est positionné en aval du dispositif optique 3 selon le sens de propagation des rayons lumineux. La fonction de redressage du faisceau lumineux réalisée par le filtre optique peut être prévue en complément de la fonction de redressage assurée par le dispositif optique 3. Le dispositif lumineux 1 peut également comprendre une glace de protection (non représenté), éventuellement sans propriété optique particulière, visant principalement à protéger le dispositif lumineux.
Le dispositif optique 3 comprend une série de modules optiques 4 unitaires et discrétisés. Les modules optiques sont ainsi distincts les uns des autres et notamment sans contact direct entre eux. Les modules optiques 4 sont positionnés les uns à côté des autres le long d'une ligne courbe C. Cette ligne courbe C peut avoir une forme d'arc de cercle ou plus généralement une forme convexe. Elle s'étend sensiblement transversalement aux faisceaux lumineux F. Chaque module optique 4 est associé à une et une seule source de lumière 2. Ainsi, chaque module optique est destiné à recevoir le faisceau lumineux F émis par la source de lumière 2 qui lui est associée. Un même rayon lumineux ne peut pas traverser deux modules optiques différents.
En référence aux figures 1 à 3, Chaque module optique comprend au moins deux modules optiques voisins ou adjacents, sauf bien sûr le premier module optique 4A et le dernier module optique 4B de la série de modules optiques, lesquels sont positionnés à chaque extrémité de la ligne courbe C et ne possèdent qu'un seul module optique voisin ou adjacent. Chaque module optique entre les deux extrémités de la ligne courbe C comprend ainsi deux bords 5A, 5B, opposés et chacun de ces bords 5A, 5B s'étend en vis-à-vis d'un bord 5A, 5B d'un module optique adjacent. La représentation suivant une ligne courbe C apparaissant sur les figures peut être transposée à une surface courbe, les modules optiques étant alors agencés par exemple selon un quadrillage. Chaque module optique comprend alors quatre modules optiques voisins ou adjacents, sauf les modules positionnés aux bords de la surface qui ne possèdent que trois modules optiques voisins ou adjacents, et sauf les modules positionnés aux coins de la surface qui ne possèdent que deux modules optiques voisins ou adjacents.
Pour chaque module optique 4 on peut définir un axe optique X0 définissant un axe d'utilisation du module optique. L'axe optique de chaque module lumineux correspond à la normale à un galbe local du module optique. La source de lumière 2 associée à chaque module optique 4 est de préférence positionnée sur l'axe optique XO de ce dernier. Autrement dit, l'axe optique de chaque module lumineux est orienté en direction de la source de lumière 2 qui lui est associée.
Chaque module optique 4 est apte à collimater le faisceau lumineux qu'il reçoit. Par conséquent, chaque module optique 4 peut être qualifié de collimateur. A cet effet, les modules optiques 4 peuvent comprendre une ou plusieurs surfaces optiques comprenant un ensemble de prismes 6 s'étendant parallèlement les uns aux autres. Ces surfaces optiques, également dénommées surfaces de Fresnel ou surfaces à échelons permettent de réaliser une fonction de collimation tout en limitant l'encombrement du module optique. Les prismes 6 peuvent comprendre des faces inclinées par rapport à l'axe optique XO, par exemple à environ 45°. L'orientation spécifique de ces faces inclinées permet de modifier l'orientation des rayons lumineux qui les traversent. Les différents prismes 6 qui composent la surface optique peut avoir des dimensions variables en fonction de leur éloignement à l'axe optique XO.
Tel qu'illustré sur les figures, les modules optiques 4 ont une forme globalement rectangulaire. Les bords 5A et 5B correspondent aux petits côtés de la forme rectangulaire. Ces bords s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe optique XO. Les grands côtés de la forme rectangulaire s'étendent perpendiculairement à l'axe optique XO et comprennent les surfaces à échelons décrites précédemment. Les grands côtés de la forme rectangulaire peuvent typiquement avoir une longueur comprise entre un et trois centimètres. En variante, les modules optiques pourraient adopter toute autre forme géométrique par exemple une forme ronde ou une forme carrée et/ou toutes autres dimensions. Un autre mode de réalisation avantageux des modules optiques 4 est décrit plus bas.
Les modules optiques 4 sont rigides. Ils ne sont pas destinés à se déformer au cours de l'assemblage du dispositif lumineux 1 ou au cours de son utilisation. Les modules optiques peuvent être par exemple constitués d'un polymère transparent, notamment d'un polycarbonate ou d'un polyméthacrylate de méthyle. Avantageusement, les modules optiques 4 présentent tous une forme identique. Ceci facilite la conception du dispositif lumineux car les modélisations optiques peuvent être effectuées à l'échelle d'un module optique puis facilement généralisées à l'échelle du dispositif optique. Ceci facilite également la fabrication du dispositif optique au moyen d'un procédé répétitif de fabrication et d'assemblage des modules optiques. On peut notamment envisager des dispositifs de différentes tailles simplement en faisant varier le nombre de modules optiques qu'il contient. Le dispositif optique 3 comprend de préférence une série d'au moins cinq modules optiques, c’est-à-dire au moins cinq modules optiques assemblés en série, voire au moins dix modules optiques assemblés en série, voire au moins vingt modules optiques assemblés en série. Les modules optiques sont avantageusement fabriqués par un procédé d'injection plastique dans un moule d'injection, ce qui permet de les fabriquer en grande quantité et avec une excellente reproductibilité.
Selon un mode de réalisation préféré, chaque module optique est articulé en rotation avec ses modules optiques adjacents au moyen d'un ou plusieurs éléments flexibles 7 les reliant. Le dispositif optique 3 forme ainsi une sorte de guirlande de modules lumineux 4 assemblés en série possédant une grande flexibilité. Cette guirlande est flexible grâce aux éléments flexibles reliant les modules optiques entre eux. Selon un mode de réalisation simplifié, seulement une partie des modules optiques 4 du dispositif optique 3, notamment au moins deux modules optiques adjacents, pourraient être reliés entre eux par un ou plusieurs éléments flexibles 7.
Selon un mode de réalisation, tous les modules optiques sont assemblés en série selon une seule dimension. Selon un autre mode de réalisation mentionné précédemment, les modules optiques sont assemblés en série et en parallèle, c’est-à-dire selon un quadrillage, et forment ainsi une surface ou une nappe flexible.
La liaison formée par un élément flexible 7 entre deux modules optiques 4 adjacents permet à ces deux modules optiques d'être articulés en rotation l'un par rapport à l'autre tout en étant maintenus ensemble. En particulier, l'articulation en rotation s'établit autour d'un axe s'étendant sensiblement entre les deux bords 5A, 5B de deux modules optiques adjacents. De préférence, deux modules optiques adjacents sont articulés en rotation l'un par rapport à l'autre avec une amplitude supérieure ou égale à 1°, notamment supérieure ou égale à 2°. L'amplitude de rotation maximale entre deux modules optiques adjacents peut rester inférieure ou égale à 5°. Le premier module optique 4A peut être articulé en rotation par rapport au dernier module 4B optique par l'intermédiaire des autres modules optiques avec une amplitude supérieure ou égale à 10°, notamment supérieure ou égale à 20°, voire même supérieure ou égale à 45° . Autrement dit, une tangente T1 à la ligne courbe C au niveau du premier module optique 4A peut former un angle A1 supérieur ou égal à 10°, notamment supérieur ou égal à 20°°, voire même supérieure ou égale à 45° avec une tangente T2 à la ligne courbe C au niveau du dernier module optique 4B. Les éléments flexibles 7 sont dimensionnés de sorte à supporter de telles amplitudes de flexion sans endommagement et notamment sans déformation permanente. Les éléments flexibles sont notamment considérablement moins rigides que les modules optiques. Les éléments flexibles 7 peuvent par exemple, être constitués de silicone, ou en variante, de polycarbonate ou de polyméthacrylate de méthyle. Les éléments flexibles peuvent par exemple comprendre une élongation comprise entre 100% et 150% mesurée selon la norme ASTM D882, et/ou une traction comprise entre 5 et 15 Kpsi mesurée selon la norme ASTM D882.
Selon le mode de réalisation illustré sur la , les éléments flexibles 7 s'étendent dans un espace formé entre les deux modules optiques 4 adjacents qu'il relie. Le nombre d'éléments optiques 7 est alors égal au nombre de modules optiques 4 moins un. Les éléments flexibles peuvent alors comprendre une largeur correspondant à l'écartement entre deux modules optiques adjacents, soit de l'ordre d'un à trois millimètres environ. Avantageusement les éléments souples sont transparents ou translucides de manière à conserver le passage d'une quantité importante de lumière au travers du dispositif optique. En variante, ils pourraient être opaques car leurs faibles dimensions relativement aux modules optiques n'affecteraient que modérément la quantité de lumière traversant le dispositif optique.
En remarque, l'écartement entre les modules optiques adjacents résulte d'un compromis entre une distance la plus faible possible pour minimiser la quantité de rayons lumineux passant entre deux modules optiques adjacents et une distance la plus grande possible pour à la fois faciliter le procédé d'assemblage et éviter un contact entre les modules optiques adjacents lorsque le dispositif optique 3 est courbé. Plus la distance entre les modules optiques 4 adjacents est importante, plus le rayon de courbure de la ligne courbe C peut être faible avant d'aboutir à un contact entre deux modules optiques adjacents. Avantageusement, les bords 5A et 5B peuvent présenter une forme bombée et/ou chanfreinée afin d'éviter un contact entre les modules optiques adjacents et ainsi augmenter l'amplitude de rotation sans augmenter la dimension de l'interstice entre ces modules optiques.
La illustre un deuxième mode de réalisation d'un dispositif optique selon l'invention. Les mêmes signes de référence que pour le premier mode de réalisation sont utilisés pour décrire ce deuxième mode de réalisation. Selon le deuxième mode de réalisation, le dispositif optique comprend un unique élément flexible 7 sous la forme d'un film 8 flexible agencé en aval des modules optiques 4 selon le sens de propagation des rayons lumineux. Le film 8 comprend ainsi une première face 8A sur laquelle sont fixés tous les modules optiques 4 et une deuxième face 8B, opposée à la première face et libre de tout composant. Dans une telle configuration le film optique est nécessairement transparent de manière à permettre le passage des rayons lumineux au travers du dispositif optique 3. Selon une variante de réalisation, le film 8 pourrait être agencé en amont des modules optiques 4 selon le sens de propagation des rayons lumineux, toutefois une telle variante conduirait à un espacement entre les modules optiques augmenté une fois que le dispositif optique est courbé le long de la ligne courbe C.
Selon un perfectionnement de l'invention, le film 8 a non seulement une fonction de maintien flexible des modules optiques 4, mais il est également configuré pour modifier l'orientation des rayons lumineux qui le traversent, c’est-à-dire qu'il réalise la fonction de redressage du faisceau lumineux. Ceci peut notamment être obtenu au moyen d'une surface de Fresnel ou surface à échelons agencée sur l'une des faces du film, notamment la deuxième face 8B du film. Alternativement, la fonction de redressage pourrait aussi être réalisée par les modules optiques 4.
Le film 8 peut avoir une épaisseur sensiblement constante, par exemple comprise entre 0.1 millimètres et 1 millimètre. Les modules optiques 4 peuvent être collés au moyen d'une colle optique sur la première face 8A du film.
Pour fabriquer un tel dispositif optique on peut procéder de la manière suivante. Tout d'abord, on fournit séparément le film 8 et un ensemble de modules lumineux 4. Le film 8 peut se présenter sous la forme d'un rouleau. Le film est alors déroulé sur un support plat de manière à s'étendre selon un plan, de préférence horizontal. Ensuite, on applique de la colle optique localement sur le film 8 déroulé, puis on dispose un module optique 4 sur la colle optique. Comme le film optique est positionné à plat, l'opération de fixation du module optique est particulièrement simple à réaliser. Un bras robotisé peut saisir un module optique et déposer le module optique sur la colle optique par un simple mouvement de translation verticale. Une fois un premier module optique fixé, on peut faire progresser le film optique sur le support plat, par exemple en le déroulant davantage, et reproduire l'application de la colle et la fixation d'un deuxième module optique à côté du premier module optique. En répétant ces opérations, on parvient à produire un dispositif optique 3 comprenant un nombre quelconque de modules optiques 4. Si le film fourni est plus grand que nécessaire pour fabriquer un dispositif optique, le procédé de fabrication peut éventuellement comprendre une opération de découpe du film optique entre deux modules optiques adjacents. Alternativement, on peut aussi former un rouleau avec le film sur lequel sont fixés les modules optiques en vue d'une découpe ultérieure. Enfin, le dispositif optique 3 est mis en forme de sorte que les modules optiques soient positionnés les uns à côté des autres le long d'une ligne courbe. Cette mise en forme peut par exemple être réalisée lors de l'intégration du dispositif optique dans le dispositif lumineux 1. A cet effet, le dispositif lumineux peut avantageusement comprendre des moyens de support du module optique configurés pour maintenir le dispositif optique selon une ligne courbe donnée. Le maintien en forme du dispositif optique peut par exemple être assuré par vissage, par clipage ou encore par le maintien du dispositif optique entre deux couches de support s'étendant parallèlement l'une à l'autre.
Selon une troisième variante de réalisation illustrée sur la , le dispositif optique comprend un unique élément souple 7 transparent surmoulé sur l'ensemble des modules optiques 4. Comme pour le deuxième mode de réalisation, cet unique élément optique comprend une première face sur laquelle sont fixés tous les modules optiques 4 et une deuxième face, opposée à la première face, et libre de tout composant. L'élément souple 7 comprend une première partie s'étendant comme un film le long des modules optiques et un ensemble de deuxièmes parties s'étendant chacune dans les interstices formés entre les modules optiques adjacents.
Les figures 4 et 5 illustrent à présent un mode de réalisation d'un module optique 10 particulièrement avantageux. Le module optique 10 peut être utilisé en lieu et place du module optique 4 précédemment décrit quel que soit le mode de réalisation du dispositif optique envisagé. En particulier, le module optique 10 peut être utilisé en lieu et place du module optique 4 pour chacun des modes de réalisation de dispositif optique illustré sur les figures 1 à 3.
Le module optique 10 est une pièce monobloc ou autrement dit monolithique, c’est-à-dire qu'il est réalisé d'un seul tenant, de préférence par un procédé d'injection dans un moule. Le module optique est en outre fabriqué en matière transparente. Comme vu précédemment, le module optique est de préférence constitué d'un polymère transparent, notamment d'un polycarbonate ou d'un polyméthacrylate de méthyle. De même, le module optique 10 est configuré pour collimater un faisceau lumineux issu d'une source de lumière 2 suivant un axe optique XO.
Le module optique 10 comprend une première partie 11 en forme de portion de cylindre, notamment une forme de demi-cylindre, une deuxième partie 12 en forme de plaque, notamment rectangulaire, et un guide optique 13, ou pilier, reliant la première partie 11 à la deuxième partie 12. La première partie 11 supporte une première surface optique 14 configurée pour dévier des rayons lumineux issus de la source de lumière 2. La deuxième partie 12 supporte une deuxième surface optique 15 configurée pour dévier des rayons lumineux issus de la première surface optique 14. La deuxième surface optique 15 est donc positionnée en aval de la première surface optique 14 selon le sens de propagation des rayons lumineux. La combinaison des deux surfaces optiques 14 et 15 permet de collimater le faisceau lumineux produit par la source de lumière 2 selon au moins une direction D1 perpendiculaire à l'axe optique XO. La première surface optique 14 permet de réaliser une collimation partielle, c’est-à-dire que les rayons lumineux lumineux issus de la première surface optique 14 sont moins divergents que les rayons issus de la source de lumière sans être parallèles entre eux. La deuxième surface optique 15 permet d'achever la collimation du faisceau lumineux selon la direction D1.
Comme la première surface optique 14 et la deuxième surface optique 15 sont reliées par le guide optique 13 elles sont parfaitement positionnées l'une par rapport à l'autre, ce qui permet d'obtenir une grande précision optique et donc une collimation qualitative du faisceau lumineux produit par la source de lumière 2.
Le guide optique 13 s'étend parallèlement à l'axe optique XO entre la première surface optique 14 à la deuxième surface optique 15. Il relie un centre de la première surface optique 14 à un centre de la deuxième surface optique 15. Le guide optique comprend une forme cylindrique à base circulaire. Il peut être relié par des congés 16 aux surfaces optiques 14 et 15. On comprend donc que les surfaces optiques 14 et 15 se font face.
La source de lumière 2 (en l'espèce une diode électroluminescente) coopérant avec le module optique 10 est fixée sur une carte de circuit imprimé 17. Le module optique 10 comprend deux surfaces d'appui 18 en contact avec la carte de circuit imprimé 17 de part et d'autre de la source de lumière 2. En particulier les surfaces d'appui 18 sont formées sur la première partie 11 du module optique 10. La source de lumière est positionnée sensiblement sur l'axe de révolution de la forme de portion de cylindre de la première partie 11. La première partie 11 forme ainsi un tunnel au centre duquel se trouve la source de lumière 2.
Avantageusement, la première partie 11 du module optique 10 peut être maintenue par un support 19 comprenant des pions de positionnement 20 coopérant avec des ouvertures prévues dans la carte de circuit imprimé 17 de part et d'autre de la source de lumière 2. Le support 19 peut s'étendre parallèlement à la carte de circuit imprimé 17 et comprendre des bords encadrant la première partie 11 du module optique 10 de manière à positionner le module optique 10 avec précision. Selon une variante de réalisation ce support 19 pourrait former avec le module optique 10 une seule et même pièce. Le module optique 10 est donc en appui sur la carte de circuit imprimé par l'intermédiaire de sa première partie 11. La deuxième partie 12 du module optique est maintenue à la première partie 11 par l'intermédiaire du guide optique 13 qui réalise ainsi non seulement une fonction de guide de rayons lumineux mais également une fonction de maintien.
La première surface optique 14 comprend un premier ensemble de prismes 21 s'étendant parallèlement à un premier axe X1. Le premier axe X1 est perpendiculaire à l'axe optique XO. De même, la deuxième surface optique comprend un deuxième ensemble de prismes 22 s'étendant parallèlement à un deuxième axe X2. Le deuxième axe X2 est également perpendiculaire à l'axe optique, et notamment parallèle au premier axe X1. La première surface optique 14 et la deuxième surface optique 15 sont donc des surfaces de Fresnel ou surfaces à échelons. Elles permettent de collimater le faisceau lumineux issu de la source de lumière 2 selon la direction D1 tout en conservant un encombrement limité du module optique. Les prismes 21 et 22 peuvent présenter des dimensions variables en fonction de leur éloignement à l'axe optique XO, de sorte à produire une déviation adaptée à l'angle d'incidence des rayons lumineux.
En remarque, les rayons lumineux traversant la première partie 11 du module optique et arrivant sur le guide de lumière 13 ne traversent pas les surfaces optiques 14 et 15 et ne sont donc pas déviés par ces surfaces. Ceci n'est pas gênant dans la mesure où le guide de lumière est agencé sensiblement au centre des surfaces optiques 14 et 15. Les rayons qui traversent le guide de lumière sont donc déjà des rayons orientés sensiblement parallèlement à l'axe optique XO et la déviation de ces rayons n'est donc pas requise.
En complément, le module optique 10 comprend également une troisième surface optique 23 configurée pour dévier des rayons lumineux issus de la source de lumière. La première surface optique 14 est positionnée de sorte à dévier des rayons lumineux issus de la troisième surface optique 23. Autrement dit, la première surface optique 23 est positionnée en aval de la troisième surface optique 23 suivant le sens de propagation des rayons lumineux.
La troisième surface optique 23 s'étend parallèlement à la première surface optique 14. Notamment, la troisième surface optique 23 s'étend sur une face intérieure de la portion de cylindre de la première partie 11 du module optique 10 tandis que la première surface optique 14 s'étend sur une face extérieure de la portion de cylindre. La troisième surface optique 23 est donc tournée vers la source de lumière 2.
La troisième surface optique 23 est configurée pour collimater le faisceau lumineux 2 issu de la source de lumière 2 dans une deuxième direction D2, perpendiculaire à la première direction D1. A cet effet, la troisième surface optique comprend un troisième ensemble de reliefs 24 s'étendant le long d'une portion de cylindre, perpendiculairement aux prismes 21 et 22. La troisième surface optique 23 est formée par un ensemble de lignes en arc de cercles centrées sur un même axe parallèle à l'axe X1. Ces différentes lignes en arc de cercle présentent des rayons de valeurs différentes de manière à former des échelons. La troisième surface optique 23 est donc également une surface de Fresnel ou autrement dit une surface à échelons. En variante, le module optique pourrait ne pas comprendre cette troisième surface optique. Ainsi, la face intérieure de la portion de cylindre de la première partie 11 du module optique 10 pourrait être lisse.
Par ailleurs, le module optique 10 peut également comprendre une quatrième surface optique 25 configurée pour redresser et/ou diffuser des rayons lumineux issus de la deuxième surface optique 15. Le redressage des rayons lumineux consiste réorienter globalement un faisceau lumineux. La diffusion des rayons lumineux consiste à flouter légèrement le faisceau lumineux. La quatrième surface optique 25 s'étend parallèlement à la deuxième surface optique 15. Notamment, la quatrième surface optique 25 est agencée sur une face externe de la deuxième partie 12, opposée à la face sur laquelle est agencée la deuxième surface optique 15. La quatrième surface 25 optique peut par exemple comprendre une forme ondulée et profilée parallèlement au deuxième axe X2. En variante, le module optique pourrait ne pas comprendre cette quatrième surface optique. La face externe de la deuxième partie pourrait ainsi être lisse. Les expressions "première surface optique", "deuxième surface optique", "troisième surface optique" et "quatrième surface optique" sont utilisées pour distinguer trois surfaces optiques distinctes. Ces expressions ne caractérisent pas en soi des positions relatives entre les surfaces optiques. Ainsi, un rayon lumineux issu de la source de lumière traverse d'abord la troisième surface optique, puis la première surface optique, puis la deuxième surface optique, et enfin la quatrième surface optique.
De préférence, les modules optiques 10 d'un même dispositif optique sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un élément flexible sous la forme du film 8. Notamment les modules optiques sont fixés au film par l'intermédiaire de la face externe de la deuxième partie 12. Selon une variante de réalisation, les modules optiques pourraient être reliés entre eux au moyen d'éléments flexibles agencés entre les bords latéraux de la première partie 11 et/ou de la deuxième partie 12.
Les figures 6 et 7 illustrent le parcours des rayons lumineux respectivement selon un premier plan P1 perpendiculaire au premier axe X1 et selon un deuxième plan P2 perpendiculaire au deuxième axe X2. Les plans P1 et P2 sont notamment identifiés sur la . Lorsque la source de lumière 2 émet des rayons lumineux, ceux-ci atteignent tout d'abord la troisième surface optique 23. La troisième surface optique 23 collimate les rayons lumineux selon la deuxième direction D2. Ensuite, les rayons lumineux traversent la première partie 11 du module optique, laquelle est transparente, et parviennent à la première surface optique 14. La première surface optique 14 collimate partiellement les rayons lumineux selon la première direction D1. La troisième surface optique 23 et la première surface optique 14 agissent sur le faisceau lumineux qui les traverse dans deux directions perpendiculaires. Ces deux surfaces optiques sont indépendantes l'une de l'autre. Les rayons lumineux se propagent ensuite dans l'air entre la première surface optique 14 et la deuxième surface optique 15 puis atteignent la deuxième surface optique 15. La deuxième surface optique 15 achève de collimater les rayons lumineux selon la première direction D1. Les rayons lumineux issus de la deuxième surface optique 15 sont ainsi collimatés selon les directions D1 et D2 et sont donc parallèles entre eux. Ensuite, les rayons lumineux traversent la deuxième partie 12 du module optique, laquelle est également transparente, et parviennent à la quatrième surface optique 25. La quatrième surface optique 25 redresse et/ou diffuse les rayons lumineux dans une direction différente de l'axe optique XO. Alternativement, la quatrième surface optique est lisse et ne produit aucun redressement des rayons lumineux. Le faisceau lumineux issu du module optique peut alors être redressé par le film 8 souple sur lequel est fixé le module optiques 10.
Finalement, grâce à l'invention, on dispose d'un dispositif optique apte à se conformer à différentes géométries. Un même dispositif optique peut ainsi plus facilement être intégré à différents modèles de véhicule. Les modules optiques qui composent le dispositif optique constituent des briques élémentaires qui peuvent facilement être réemployés dans la conception de dispositifs optiques différents. De plus, les modules optiques peuvent être assemblés à plat avant de mettre en forme le dispositif optique, ce qui facilite la fabrication.
Claims (11)
- Dispositif optique (3) pour un dispositif lumineux (1) de signalisation, le dispositif optique (3) comprenant des moyens de collimation et des moyens de redressage de faisceaux lumineux, le dispositif optique (3) comprenant une série de modules optiques (4, 10) rigides, distincts les uns des autres, et positionnés les uns à côté des autres, chaque module optique étant destiné à collimater un faisceau lumineux (F) issu d'une source de lumière qui lui est associé, au moins deux modules optiques adjacents étant articulés en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen d'un élément flexible (7) les reliant.
- Dispositif optique (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que tous les modules optiques (4, 10) comprennent une forme identique et/ou en ce que chaque module optique (4, 10) est articulé en rotation avec ses modules optiques adjacents au moyen d'un ou plusieurs éléments flexibles (7) les reliant.
- Dispositif optique (3) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
- l'élément flexible (7) est constitué de silicone ou de polycarbonate ou de polyméthacrylate de méthyle, et/ou en ce que
- les modules optiques (4, 10) sont constitués d'un polymère transparent, notamment de polycarbonate ou de polyméthacrylate de méthyle. - Dispositif optique (3) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément flexible (7) et/ou les modules optiques (4, 10) comprennent une surface à échelons, notamment les échelons étant formés par des prismes.
- Dispositif optique (3) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
- les au moins deux modules optiques (4, 10) adjacents sont articulés en rotation l'un par rapport à l'autre avec une amplitude supérieure ou égale à 1°, notamment supérieure ou égale à 2°, et/ou en ce que
- la série de modules optiques (4, 10) comprend un premier module optique (4A) et un dernier module optique (4B), le premier module optique étant articulé en rotation par rapport au dernier module optique avec une amplitude supérieure ou égale à 10°, notamment supérieure ou égale à 20°, voire même supérieure ou égale à 45°. - Dispositif optique (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément flexible (7) s'étend dans un espace formé entre les deux modules optiques (4, 10) adjacents qu'il relie.
- Dispositif optique (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément flexible (7) comprend un film (8) transparent, et en ce que tous les modules optiques (4, 10) sont fixés audit film.
- Dispositif optique (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le film (8) est agencé en aval des modules optiques selon le sens de propagation des faisceaux lumineux issus des sources de lumière associées à chaque module optique.
- Dispositif optique (3) selon l’une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit film (8) est configuré pour modifier l'orientation des rayons lumineux qui le traversent.
- Procédé de fabrication d'un dispositif optique selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend :
- la fixation des modules optique (4, 10) sur le film (8), le film s'étendant selon un plan, puis
- la mise en forme du dispositif optique (3) de sorte que les modules optiques (4, 10) soient positionnés les uns à côté des autres le long d'une ligne courbe (C). - Dispositif lumineux (1) de signalisation pour un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une série de sources de lumière (2) aptes à produire un faisceau lumineux (F) et un dispositif optique (3) selon l'une des revendications précédentes, les modules optiques (4, 10) étant positionnés les uns à côté des autres le long d'une ligne courbe s'étendant sensiblement transversalement au faisceau lumineux, chaque module optique étant configuré pour collimater et redresser un faisceau lumineux produit par la source de lumière qui lui est associé.
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|---|---|---|---|
| FR2211042A FR3141230A1 (fr) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | Dispositif optique pour un dispositif lumineux de signalisation |
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| FR2211042A FR3141230A1 (fr) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | Dispositif optique pour un dispositif lumineux de signalisation |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3141230A1 true FR3141230A1 (fr) | 2024-04-26 |
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Citations (4)
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| FR2812071A1 (fr) * | 2000-07-21 | 2002-01-25 | Fiat Ricerche | "dispositif plat d'eclairage pour lampes de vehicule" |
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2022
- 2022-10-25 FR FR2211042A patent/FR3141230A1/fr active Pending
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2023
- 2023-10-17 WO PCT/EP2023/078894 patent/WO2024088833A1/fr unknown
Patent Citations (4)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024088833A1 (fr) | 2024-05-02 |
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