Titre : Guide de lumière double par couplage optique en extrémité

Domaine technique

La présente invention revendique la priorité de la demande française 2208481 déposée le 24.08.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence. La présente invention concerne les projecteurs ou les feux qui équipent des véhicules, par exemple de type automobile, pour assurer une fonction d’éclairage et/ou de signalisation visuelle.

Arrière-plan technologique

Les véhicules sont équipés de systèmes d’éclairage qui sont dédiés à la signalisation visuelle du véhicule tels que, par exemple, des feux avant ou arrière ou encore des feux de circulation diurnes aussi appelés feux de jour, (« Daytime running lamp » ou « daytime running light », en anglais).

Dans ce type de systèmes d’éclairage, il est courant d’utiliser des systèmes optiques de type « guide de lumière ».

La figure 1 illustre schématiquement un guide de lumière.

Le guide de lumière se présente habituellement comme un tube cylindrique A comprenant deux extrémités. A l’une de ces extrémités, une source de photons B est positionnée. Cette source de photons B est destinée à produire des photons qui se propagent le long du tube cylindrique A jusqu’à des moyens de renvoi lumineux C positionnés sur l’un des côtés du tube cylindrique A soit sur toute sa longueur soit seulement partiellement. Ces moyens de renvoi lumineux C sont très souvent des prismes qui ont pour fonction de modifier les trajectoires des photos qui sont alors redirigés vers une direction souhaitée typiquement transversalement à l’axe du guide de lumière A. Il est connu d’utiliser des masques de style qui définissent l’aspect visuel d’un objet lumineux. Habituellement, un masque de style est opaque excepté dans certaines de ses parties, appelées fenêtres, à travers desquelles sortent des faisceaux de lumière issus de photons se propageant le long d’un guide de lumière cylindrique positionné derrière le masque de style. Si le masque de style souhaité est d’obtenir des fenêtres dont une dimension est, par exemple, deux fois plus importantes que le diamètre du guide de lumière cylindrique, on peut envisager d’utiliser un guide de lumière de diamètre plus important. Mais les dimensions des fenêtres peuvent ne pas être constantes et il est alors coûteux financièrement parlant d’utiliser des guides de lumière de diamètre important pour n’éclairer que peu de fenêtre dont une dimension serait égale au diamètre de ce guide de lumière.

Une autre alternative, est d’utiliser un premier guide de lumière de diamètre peu important pour éclairer certaines fenêtres du masque de style et de superposer un deuxième guide de lumière (ou plus) de diamètre peu important pour éclairer des fenêtres dont une dimension serait plus importante.

La superposition de deux, voire plusieurs guides de lumière limite les possibilités du masque de style alors qu’il est souhaité de donner un maximum de liberté pour créer ces masques de style.

Le problème est de définir un système d’éclairage qui laisse un maximum de liberté pour la création de masque de style.

Résumé de la présente invention

L’un des objets de la présente invention est de résoudre au moins l’un des problèmes ou déficiences de l’arrière-plan technologique décrit précédemment.

Un autre objet de la présente invention est d’obtenir un système d’éclairage destiné à équiper un véhicule qui produise un éclairage homogène tout en utilisant un nombre limité de guides de lumière.

Un autre objet de la présente invention est d’obtenir un système d’éclairage qui permette une grande liberté de conception de fenêtres d’un masque de style. Le présente invention consiste à créer un couplage entre eux des guides de lumière deux à deux en l’une de leurs extrémités par un moyen de couplage optique destiné à rediriger les photons arrivant à l’extrémité d’un premier guide de lumière vers l’extrémité d’un deuxième guide de lumière de manière à pouvoir éclairer des fenêtres de différentes dimensions d’un masque de style.

La présente invention est particulièrement avantageuse car elle permet des styles de masque bien plus variés que ceux que l’on trouve actuellement. En effet, grâce au moyen de couplage optique, deux guides de lumière peuvent être couplés selon des angles variables ce qui n’est pas possible de réaliser en utilisant un seul guide de lumière, à cause des limitations de son rayon de courbure, ou par superposition de guides de lumière.

La présente invention est aussi avantageuse car elle n’utilise qu’une seule source de photons et non une source de photons par guide de lumière.

De plus, le coût de fabrication par injection de plastique est réduite car une seule injection est nécessaire pour réaliser les différents guides couplés.

Selon un premier aspect, la présente invention concerne un système d’éclairage destiné à équiper un véhicule, comprenant

- une source de photons ;

- un premier guide de lumière cylindrique comprenant une première extrémité destinée à être éclairée par la source de photons ;

- un deuxième guide de lumière cylindrique comprenant une première extrémité couplée à une deuxième extrémité du premier guide de lumière par un moyen de couplage optique destiné à rediriger les photons arrivant à la deuxième extrémité du premier guide de lumière cylindrique vers la première extrémité du deuxième guide de lumière cylindrique ;

- un masque opaque comprenant des fenêtres au travers desquelles des parties du premier et/ou du deuxième guide de lumière cylindriques sont visibles ;

- un moyen de renvoi lumineux étant positionné au niveau de chaque partie du premier et/ou du deuxième guide de lumière cylindrique correspondante à une fenêtre du masque de style pour que des photons se propageant le long du premier et/ou du deuxième guides de lumière cylindriques soient redirigés vers ladite fenêtre.

Selon une variante, le moyen de couplage optique et la première extrémité du deuxième guide de lumière cylindrique sont masqués.

Selon une variante, au moins l’une desdites fenêtres est munie d’optique ou billages.

Selon une variante, une deuxième extrémité du deuxième guide de lumière cylindrique est obstruée.

Selon un exemple de réalisation, le premier et deuxième guides de lumière cylindriques sont superposés longitudinalement l’un sur l’autre au moins sur l’une de leurs parties ; le moyen de couplage optique est adapté pour rediriger les photons selon un angle de 180 degrés ; au moins l’une desdites fenêtres, appelée première fenêtre, a une de ses dimensions qui est inférieure à une somme des diamètres du premier et deuxième guides de lumière cylindriques ; et au moins l’une desdites fenêtres, appelée deuxième fenêtre, a une de ses dimensions qui est au moins égale à la somme des diamètres des premier et deuxième guides de lumière cylindriques.

Selon une variante de cet exemple de réalisation, le moyen de couplage optique comprend un prisme comprenant deux faces à renvoi lumineux inclinées à 45 degrés.

Selon une variante de cet exemple de réalisation, la deuxième extrémité du deuxième guide de lumière cylindrique est reliée mécaniquement au premier guide de lumière.

Selon un exemple de réalisation, le moyen de couplage optique comprend une face à renvoi lumineux inclinée selon un angle inférieur ou égal à 90 degrés.

Selon une variante, le système d’éclairage comporte en outre un troisième guide de lumière comprenant une première extrémité couplée à la deuxième extrémité du deuxième guide de lumière par un autre moyen de couplage optique.

Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un véhicule, par exemple de type automobile ou de type véhicule à moteur terrestre, comprenant au moins un système d’éclairage selon le premier aspect de la présente invention. Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description des exemples de réalisation particuliers et non limitatifs de la présente invention ci-après, en référence aux figures 1 à 9 annexées, sur lesquelles :

[Fig. 1] illustre schématiquement un guide de lumière.

[Fig. 2] illustre schématiquement un système d’éclairage selon un exemple de réalisation de la présente invention ;

[Fig. 3] illustre schématiquement un couplage de deux guides de lumière selon un exemple de réalisation de la présente invention ;

[Fig. 4] illustre schématiquement un moyen de renvoi lumineux le long d’un guide de lumière selon un exemple de réalisation de la présente invention ;

[Fig. 5] illustre schématiquement un moyen de couplage optique entre deux guides de lumières selon un exemple de réalisation de la présente invention ;

[Fig. 6] illustre schématiquement des contraintes de couplage optique entre deux guides de lumière selon un exemple de réalisation de la présente invention ;

[Fig. 7] illustre schématiquement selon une variante de couplage de deux guides de lumières un exemple de réalisation de la présente invention ;

[Fig. 8] illustre schématiquement selon une variante de couplage de deux guides de lumières un exemple de réalisation de la présente invention ;

[Fig. 9] illustre schématiquement une variante de couplage de deux guides de lumières un exemple de réalisation de la présente invention.

Description des exemples de réalisation

Un système d’éclairage destiné à équiper un véhicule va maintenant être décrit dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 2-9. Sauf indications contraires, les éléments communs ou analogues à plusieurs figures portent les mêmes signes de référence et présentent des caractéristiques identiques ou analogues, de sorte que ces éléments communs ne sont généralement pas à nouveau décrits par souci de simplicité.

Les figures 2-9 illustrent schématiquement un système d’éclairage selon un exemple de réalisation particulier non limitatif et divers variantes de réalisation. On considère par la suite, à titre d’exemple non limitatif, que le système d’éclairage est destinée à équiper un véhicule automobile, mais la présente invention ne se limite pas à cette application. Le système d’éclairage peut en effet équiper un quelconque véhicule, de type automobile ou de type véhicule terrestre motorisé (bus, car, camion, etc.), devant assurer au moins une fonction photométrique d’éclairage et/ou de signalisation.

De plus, on considère par la suite que le système d’éclairage comprend deux voire trois guides de lumière mais la présente invention ne se limite pas à ces nombres de guides de lumière. La présente invention s’étend à tout système d’éclairage qui comprendrait plus de trois guides de lumière couplés deux à deux ainsi qu’à des moyens de couplage qui redirige des photons selon une angle quelconque.

Les figures 2-9 illustrent différents aspects du système d’éclairage, différents exemples de réalisation mettant en œuvre certains de ces aspects étant décrits par la suite en référence aux figures.

La figure 2 illustre schématiquement un système d’éclairage 1 selon un exemple de réalisation de la présente invention.

Le système 1 comprend un masque de style 2. Le masque de style 2 est opaque et formée par exemple de matière plastique.

Le masque 2 est opaque excepté dans certaines de ses parties 16 et 17, appelées fenêtres, à travers desquelles des parties de guides de lumière sont visibles, c’est-à- dire que des faisceaux de lumière sortent de ces fenêtres. Ces faisceaux de lumière sont issus de photons se propageant le long de ces guides de lumière positionnés derrière le masque de style 2.

Selon un exemple de réalisation, au moins une des fenêtres du masque de style 2 est munie d’une matière translucide, de préférence possédant des optiques/billages par exemple en matière opaline, dans le but de flouter le ou chaque guide de lumière cylindrique visible à travers ladite au moins une fenêtre.

Le système d’éclairage 1 comprend une source de photons 11 , un premier guide de lumière cylindrique 12, un deuxième guide de lumière cylindrique 13 et un premier moyen de couplage optique 14.

Le premier guide de lumière cylindrique 12 comprend une première extrémité destinée à être éclairée par la source de photons 11 . Le deuxième guide de lumière cylindrique 13 comprend une première extrémité couplée à une deuxième extrémité du premier guide de lumière cylindrique 12 par un moyen de couplage optique 14 destiné à rediriger les photons arrivant à la deuxième extrémité du premier guide de lumière cylindrique 12 vers la première extrémité du deuxième guide de lumière cylindrique 13.

Selon une variante, le moyen de couplage optique 14 et la première extrémité du deuxième guide de lumière cylindrique 13 sont masqués pour obtenir un éclairage homogène.

Selon une variante, la deuxième extrémité du deuxième guide de lumière cylindrique 13 est obstruée.

Le système d’éclairage 1 comprend également un moyen de renvoi lumineux 18 (figure 4) positionné au niveau de chaque partie du premier 12 et/ou du deuxième 13 guides de lumière cylindriques correspondante à une fenêtre du masque de style 2 pour que des photons se propageant le long du premier ou du deuxième guides de lumière cylindriques soient redirigés vers ladite fenêtre selon une direction souhaitée.

Par exemple, le moyen optique de renvoi lumineux 18 redirige transversalement les photons se propageant longitudinalement le long d’un guide de lumière.

La figure 3 illustre schématiquement un couplage de deux guides de lumière selon un exemple de réalisation de la présente invention.

Le premier 12 et deuxième 13 de lumière cylindriques sont superposés longitudinalement l’un sur l’autre au moins sur l’une de leurs parties. Le moyen de couplage optique 14 est adapté pour rediriger les photons arrivant à l’extrémité du premier guide de lumière cylindrique 12 selon un angle de 180 degrés pour qu’ils se propagent le long du deuxième guide de lumière cylindrique 13. Au moins l’une des fenêtres du maque de style 2, appelée première fenêtre 16, a une de ses dimensions qui est inférieure à la somme des diamètres du premier 12 et 13 deuxième guides de lumière cylindriques et au moins l’une desdites fenêtres, appelée deuxième fenêtre 17, a une ses dimensions qui est au moins égale à la somme des diamètres des premier 12 et deuxième 13 guides de lumière cylindriques.

Selon l’exemple de la figure 3, le maque de style 2 comprend trois premières fenêtres 16 rendant visibles trois parties du premier guide de lumière cylindrique 12 rendant visibles des parties du premier guide de lumière 12, et une deuxième fenêtre 17 rendant visible une partie du premier guide de lumière cylindrique 12 et une partie du deuxième guide de lumière cylindrique 13.

Selon une variante de l’exemple de réalisation de la figure 3, illustrée à la figure 5, le moyen de couplage optique 14 comprend un prisme comprenant deux faces à renvoi lumineux inclinées à 45 degrés.

Les photons arrivant à la deuxième extrémité du premier guide de lumière cylindrique

12 sont redirigés vers la première extrémité du deuxième guide de lumière cylindrique

13 dont la base est située sur l’excroissance du prime. Le premier 12 et le deuxième 13 guides de lumière comprennent un moyen de renvoi lumineux 18 correspondant à chaque fenêtre 16 et 17 du masque de style 12. Du fait de la direction opposée des photons entre les 2 parties visibles des guides de lumière, les moyens de renvoi lumineux 18 positionnés le long du premier guide de lumière 12 et ceux positionnés le long du deuxième guide de lumière 13 ont des angles opposés pour que le faisceau de photons résultant suive une même direction souhaitée.

La figure 6 illustre schématiquement des contraintes de couplage entre les deux guides de lumière cylindriques 12 et 13 selon le couplage optique de la figure 3.

Pour avoir une bonne efficience optique (limite physique du principe de réflexion totale dans un milieu translucide), l’une de ces contraintes est que le galbe du premier guide de lumière cylindrique 12 a un angle positif (selon le sens anti-horaire) par rapport à la direction d’éclairage souhaitée D. Une autre de ces contraintes est que l’angle formé par les axes longitudinaux du premier et deuxième guides de lumière cylindriques soit positif (selon le sens antihoraire) par rapport à la direction d’éclairage souhaitée D, pour avoir une bonne efficience optique.

La figure 7 illustre schématiquement selon une variante de couplage des deux guides de lumières cylindriques 12 et 13 couplés selon le couplage optique de la figure 3.

Selon cette variante, la deuxième extrémité du deuxième guide de lumière cylindrique 13 est reliée mécaniquement au premier guide de lumière 12, par exemple au moyen d’une nervure 21 .

Selon une variante, illustrée à la figure 8, le moyen de couplage optique 14 comprend une face à renvoi lumineux inclinée selon un angle inférieur ou égal à 90 degrés.

La figure 9 illustre schématiquement une variante de couplage de trois guides de lumières un exemple de réalisation de la présente invention.

Selon cet exemple, la deuxième extrémité du premier guide de lumière cylindrique 12 est couplée à la première extrémité du deuxième guide de lumière cylindrique 13 par le moyen de couplage 14 prévu pour rediriger les photons selon un angle inférieur à 90 degrés. La deuxième extrémité du deuxième guide de lumière cylindriquel 3 est couplée à une première extrémité d’un troisième guide de lumière 19 par un deuxième moyen de couplage optique 20 prévu pour rediriger les photons selon un angle de 90 degrés.

Le principe de couplage optique entre deux guides de lumière par moyen de couplage optique peut s’étendre à plus de trois guides de lumières.

Selon une variante, chaque source de photons peut, par exemple, comprendre au moins une diode électroluminescente ou au moins une diode laser ou encore au moins une ampoule.

Selon une variante, ladite au moins un source de photons est portée par une carte électronique.

La configuration de la ou des sources de photons en termes de nombre, positionnement, arrangement, type, etc. peut être adaptée par l’homme du métier selon le cas. La carte électronique comprend des moyens électroniques configurés pour contrôler le fonctionnement de chaque source de photons. Cette carte peut par exemple être une carte à circuits imprimés de type PCB (pour « Printed Circuit Board » en anglais). La carte électronique est portée par un plan c’est-à-dire que l’ensemble des sources de photons sont portées par ce plan. Un homme du métier comprendra que les exemples de réalisation et variantes décrits ci-avant ne constituent que des exemples non limitatifs de mise en œuvre de l’invention. En particulier, l’homme du métier pourra envisager une quelconque adaptation ou combinaison des exemples de réalisation et variantes décrits ci-avant, afin de répondre à un besoin bien particulier. La présente invention ne se limite donc pas aux exemples de réalisation décrits ci-avant mais s’étend notamment à un système d’éclairage qui inclurait des caractéristiques secondaires sans pour cela sortir de la portée de la présente invention.

La présente invention concerne également un véhicule, par exemple automobile ou plus généralement un véhicule à moteur terrestre, comprenant au moins un système d’éclairage tel que décrit ci-avant.