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EP1298386A1 - Système optique pour la formation d'un faisceau lumineux comportant une série de fibres optiques - Google Patents

Système optique pour la formation d'un faisceau lumineux comportant une série de fibres optiques Download PDF

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Publication number
EP1298386A1
EP1298386A1 EP02292396A EP02292396A EP1298386A1 EP 1298386 A1 EP1298386 A1 EP 1298386A1 EP 02292396 A EP02292396 A EP 02292396A EP 02292396 A EP02292396 A EP 02292396A EP 1298386 A1 EP1298386 A1 EP 1298386A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
optical system
elementary
reflector
reflection surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02292396A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Antoine c/o Valeo Vision de Lamberterie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of EP1298386A1 publication Critical patent/EP1298386A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/247—Light guides with a single light source being coupled into the light guide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/24—Light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F21S41/334—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors
    • F21S41/336—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors with discontinuity at the junction between adjacent areas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/242—Light guides characterised by the emission area
    • F21S43/243—Light guides characterised by the emission area emitting light from one or more of its extremities

Definitions

  • the present invention provides an optical system for formation of a light beam using a series of fibers optics to guide a luminous flux from a source of light towards a reflecting surface composed of a series of elementary reflectors associated with optical fibers.
  • the invention relates in particular to such a system used for the design of a headlight or a motor vehicle light.
  • optical fibers to guide light from a source of light to various locations without having to suffer from significant transmission losses.
  • the luminous flux guided by the fibers is condensed in relatively small dimensions fibers to be distributed, for example, to locations different in a motor vehicle lighting system.
  • An optical system of this type is known from the document FR-A-2684432. It includes a light source and a series of optical fibers which receives the light flux from the source of light and guide it to an optical means consisting of a arrangement of lenses, and of which each optical fiber transmits part of the light flux towards a lens associated therewith.
  • optical means consisting of a arrangement of lenses, and of which each optical fiber transmits part of the light flux towards a lens associated therewith.
  • the optical system 10 is composed of a light source 12, a series of fibers optics 14 and a series of elementary reflectors 18, and of which each optical fiber 14 is associated with an elementary reflector 18.
  • the outlet end section 22 of each optical fiber 14 is stripped over part of its length so as to emit light in all directions, this bare part 24 directly constitutes a light source secondary cylindrical, like for example a lamp with filament filament.
  • Each elementary reflector 18 has an orifice 30 through which the stripped part passes 24 of the optical fiber 14 associated with it, and it is placed at the level of the focus of the elementary reflector 18.
  • the disadvantage of this type of optical system 10 is that to have the least divergent light beam possible, the set of elementary reflectors 18 must reflect a maximum of the rays which are emitted in directions other than that desired. This implies that the surface of reflection of each elementary reflector 18 must extend beyond from his home. This implies a significant depth of each elementary reflector 18, and therefore a space requirement important of the optical system 10, as well as an aspect degraded by the fact that from the outside you can see reflective surfaces juxtaposed each having a significant depth and at the bottom of these we can also see the sections 22 of the ends of fiber optic outlet.
  • the present invention relates to an optical system in which the reflectors have a reduced depth, and the particular style offers an aspect without light source related.
  • the optical system comprises a source of light that emits a luminous flux, a series of optical fibers which guides the light flow from the light source to a reflective surface composed of a series of reflectors elementary and of which each optical fiber comprises a input end which receives part of the luminous flux and a outlet end section which emits this same part of the flow luminous towards an elementary reflector which is associated therewith and is characterized in that the outlet end section comprises a transverse outlet face located at the longitudinal end free from the outlet end section through which part of the flow light guided by the fiber is emitted in the form of a brush globally conical light whose main axis is directed directly or indirectly to the elementary reflector associated with optical fiber.
  • FIG. 1 shows an optical system 10 known from the document of the prior art FR-A-2,782,778.
  • This system optic 10 includes a light source 12 which emits a flux luminous, a series of optical fibers 14 which guide the flow light from light source 12 to a surface reflective 16 composed of a series of reflectors elementary 18.
  • Each fiber 14 has an inlet end 20 which receives part of the luminous flux and an end section of outlet 22.
  • the outlet end section 22 is stripped on a part of its length, i.e. on an end segment 24 free for which the core 26 of the optical fiber 14 is no longer covered by the sheath 28 of the fiber 14.
  • This segment 24 is treated optically so as to produce light leaks approximately constant over its entire surface. So the segment 24 constitutes a secondary light source globally cylindrical, and it behaves like a incandescent filament that emits light in all directions.
  • Each elementary reflector 16 has a hole 30 in through which the exit end section 22 of the fiber passes optic 14 associated therewith, and of which the stripped segment 24 is placed at the focal point of the elementary reflector 18.
  • a disadvantage of this type of optical system 10 is in that, to have better illumination of the targeted area, that is to say to obtain the least divergent beam possible, the set of elementary reflectors 18 must reflect a maximum of the rays which are emitted by the following segments 24 directions other than those desired. This implies a significant depth of each elementary reflector 18 and therefore a significant bulk of the optical system 10.
  • FIG. 2 shows an optical system 10 according to the invention.
  • This optical system 10 includes a light source 12 which emits a luminous flux, a series of optical fibers 14 which guide the light flux from the source of light 12 towards a reflecting surface 16 composed of a series of elementary reflectors 18.
  • Each optical fiber 14 has an inlet end 20 which receives part of the flow luminous and an outlet end section 22 which emits this same part of the light flux directly to a reflector elementary 18 associated with it.
  • the part of the light flux received by the input end of the fiber is emitted by the only transverse exit face 32 of the outlet end section.
  • This outlet face 32 is generally perpendicular to the axis of the end section of exit 22, and it is located at its free end.
  • the outlet face 32 can also be inclined relative to the axis of the outlet end section 22.
  • the part of the luminous flux is emitted from the face of output 32 in the form of a light brush 34.
  • the light brush 34 emerging from the exit face 32 is present in the form of a cone whose apex angle ⁇ is generally between 40 ° and 60 ° and its general axis A is perpendicular at the output face 32.
  • the optical system may include a network of optical fibers 14 associated with each elementary reflector 18. Each network then has an outlet face composed of the outlet faces 32 of the optical fibers 14, and this outlet face may have a complex shape defined according to the shape of the beam lighting to be obtained.
  • the outlet face has an upper side horizontal and straight, a lower side of length less than the length of the top side, and the width of the surface is decreasing as it approaches the lower side.
  • the shape of the exit face is circular or oval; to obtain the portion raised at 15 ° from the unified European passing beam, the exit side is rectangular shape inclined at 15 °.
  • the part of the luminous flux transported by each fiber optic 14 is emitted according to a luminous brush 34 of shape globally conical, which means that all light rays have a direction included in this cone, unlike the optical system 10 described in document FR-A-2,782,778, for which rays are emitted in all directions.
  • This combined with the fact that the light brush 34 is directed towards the elementary reflector 18 associated therewith, resulting in the large majority of light rays are reflected by the reflector elementary, without the depth of the elementary reflector 18 is important.
  • the reflecting surface 16 thus obtained then has a small longitudinal dimension.
  • the axis A of the brush luminous 34 is inclined to the horizontal at an angle acute ⁇ which is greater than half the angle at the apex ⁇ of light brush 34.
  • the outlet end sections 22 are located at below a horizontal plane P which is located at the level of the part lower of the reflecting surface 16.
  • each reflection surface 36 has a vertical generator 38 whose focal distance is high and its focus is preferably located at the level of the output face 32 associated with it, as can be see it in figure 3.
  • the position of the focal point of the vertical generator 38 depends on the beam which must to be obtained. So, for example, to have a beam of the type "crossing", the focus is located at the bottom of the exit face 32, and to have a beam of the "road” type, the hearth is located at the center of the outlet face 32.
  • the lateral distribution of the light beam is defined by the horizontal generator 40 of each reflection surface 36 as shown in Figure 4.
  • This generator horizontal 40 is designed convergently, this allows reduce the lateral dimensions of the light beam.
  • a protective glass 42 belonging to the lighthouse or fire, weak opening, which is generally impossible when using light sources arranged proximity to reflectors, especially due to problems thermal, gold, at the exit of optical fiber 14, the light is said “cold", that is to say that the optical fibers 14 do not transport not heat from light source 12.
  • the reflection surface 36 is divided into several surfaces of reflection, here a main reflection surface 36a and two secondary reflection surfaces 36b.
  • the main reflection surface 36a is designed in depending on the range of the optical system 10, in particular as regards concerns its focal length, and it is towards it that the axis A of light brush 34 is directed. Reflection surfaces secondary 36b form a wider and more luminous beam thick. They therefore have a focal length less than the distance focal length of the main reflection surface 36a.
  • the secondary reflection surfaces 36b are arranged transversely on either side of the reflection surface main 36a and symmetrically with respect to a vertical plane passing through the general axis of the light brush 34. They are arranged longitudinally between the reflecting surface main 36a and the output face 32 of the optical fiber 14 which associated with them.
  • the secondary reflection surfaces 36b are arranged so as to "recover" a secondary part 34b of the light brush 34, this secondary part 34b being complementary to the main part 34a of the light brush which is recovered by the main reflection surface 36a. This arrangement allows the entire light brush 34 to be used with reduced transverse width of the reflecting surface 36.
  • unit reflectors 18 located at the lateral ends of the reflective surface 16 may have only one secondary reflection surface 36b. This reflection surface secondary 36b is then arranged laterally towards the outside of the reflecting surface 16.
  • the light brush 34 emitted by the output face 32 is directed towards the front towards a deflection element, for example a mirror or prism, so that its axis A is directed indirectly towards the associated elementary reflector.
  • a deflection element for example a mirror or prism
  • plane P can consist of a one-way mirror that lets in the light flux coming from optical fibers 14 and which reflects the light rays directed towards optical fibers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

L'invention propose un système optique (10), de formation d'un faisceau d'éclairage, comportant une source de lumière (12) émettant un flux lumineux, une série de fibres optiques (14) qui guide le flux lumineux depuis la source de lumière (12) vers une surface réfléchissante (16) composée d'une série de réflecteurs élémentaires (18), chaque fibre optique (14) comportant une extrémité d'entrée (20) qui reçoit une partie du flux lumineux et une extrémité de sortie (22) qui émet cette même partie du flux lumineux vers un réflecteur élémentaire (18) qui lui est associé, caractérisé en ce que l'extrémité de sortie (22) comporte une face (32) transversale de sortie située à l'extrémité longitudinale libre de l'extrémité de sortie (22) par laquelle la partie du flux lumineux guidée par la fibre (14) est émise sous forme d'un pinceau lumineux (34) dont l'axe principal (A) est dirigé vers le réflecteur élémentaire (18) associé (14).

Description

La présente invention propose un système optique pour la formation d'un faisceau lumineux utilisant une série de fibres optiques pour guider un flux lumineux depuis une source de lumière vers une surface réfléchissante composée d'une série de réflecteurs élémentaires associés aux fibres optiques.
L'invention concerne notamment un tel système utilisé pour la conception d'un phare ou d'un feu de véhicule automobile.
Dans l'état de la technique, on sait que l'on peut utiliser des fibres optiques pour guider la lumière depuis une source de lumière vers des emplacements divers sans avoir à souffrir de pertes de transmission importantes. Le flux lumineux guidé par les fibres est condensé dans les dimensions relativement petites des fibres pour être distribué, par exemple, à des emplacements différents dans un système d'éclairage de véhicule automobile.
Un système optique de ce type est connu du document FR-A-2.684.432. Il comporte une source de lumière et une série de fibres optiques qui reçoit le flux lumineux de la source de lumière et la guide vers un moyen optique constitué d'un agencement de lentilles, et dont chaque fibre optique transmet une partie du flux lumineux vers une lentille qui lui est associée. Dans l'utilisation de moyens optiques utilisant des lentilles, il faut souligner la difficulté pour réaliser des lentilles de formes complexes, par exemple, en ce qui concerne le coût ou le poids. Il faut également noter que les lentilles absorbent une quantité non négligeable du flux de lumière.
Dans le document FR-A-2.782.778, comme représenté sur la figure 1 annexée à la présente description, le système optique 10 est composé d'une source de lumière 12, d'une série de fibres optiques 14 et d'une série de réflecteurs élémentaires 18, et dont chaque fibre optique 14 est associée à un réflecteur élémentaire 18. Dans ce document, le tronçon 22 d'extrémité de sortie de chaque fibre optique 14 est dénudé sur une partie de sa longueur de manière à émettre la lumière dans toutes les directions, cette partie dénudée 24 constitue directement une source de lumière secondaire cylindrique, à la manière par exemple d'une lampe à filament à incandescence. Chaque réflecteur élémentaire 18 comporte un orifice 30 à travers lequel passe la partie dénudée 24 de la fibre optique 14 qui lui est associée, et elle est placée au niveau du foyer du réflecteur élémentaire 18. Ainsi, on retrouve un système optique 10 élémentaire conventionnel avec une source lumineuse émettant dans toutes les directions et un réflecteur qui dirige les rayons dans une direction voulue.
L'inconvénient de ce type de système optique 10 est que pour avoir un faisceau lumineux qui soit le moins divergent possible, l'ensemble des réflecteurs élémentaires 18 doit réfléchir un maximum des rayons qui sont émis suivant des directions autres que celle souhaitée. Ceci implique que la surface de réflexion de chaque réflecteur élémentaire 18 doive s'étendre au-delà de son foyer. Ceci implique une profondeur importante de chaque réflecteur élémentaire 18, et donc un encombrement important du système optique 10, ainsi qu'un aspect dégradé par le fait que depuis l'extérieur, on voit des surfaces de réflexion juxtaposées ayant chacune une profondeur importante et au fond de celles-ci on peut aussi voir les tronçons 22 d'extrémités de sortie des fibres optiques.
La présente invention a pour objet un système optique dans lequel les réflecteurs ont une profondeur réduite, et dont le style particulier offre un aspect sans source de lumière apparente.
Selon l'invention, le système optique comporte une source de lumière qui émet un flux lumineux, une série de fibres optiques qui guide le flux lumineux depuis la source de lumière vers une surface réfléchissante composée d'une série de réflecteurs élémentaires et dont chaque fibre optique comporte une d'extrémité d'entrée qui reçoit une partie du flux lumineux et un tronçon d'extrémité de sortie qui émet cette même partie du flux lumineux vers un réflecteur élémentaire qui lui est associé et est caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité de sortie comporte une face transversale de sortie située à l'extrémité longitudinale libre du tronçon d'extrémité de sortie par laquelle la partie du flux lumineux guidée par la fibre est émise sous forme d'un pinceau lumineux globalement conique dont l'axe principal est dirigé directement ou indirectement vers le réflecteur élémentaire associé à la fibre optique.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
  • l'axe principal du pinceau lumineux forme un angle aigu, avec l'axe horizontal du faisceau d'éclairage, qui est supérieur à la moitié de l'angle au sommet du pinceau lumineux ;
  • les tronçons d'extrémité de sortie des fibres sont situés en dessous d'un plan horizontal, notamment d'un plan passant par l'extrémité inférieure de la surface réfléchissante ;
  • chaque réflecteur élémentaire délimite une surface de réflexion dont le foyer de la génératrice verticale est situé au niveau de la partie inférieure de la face de sortie de la fibre optique associée ;
  • chaque réflecteur élémentaire délimite une surface de réflexion dont le foyer de la génératrice verticale est situé au niveau du centre de la face de sortie de la fibre optique associée ;
  • chaque réflecteur élémentaire délimite une surface de réflexion dont la génératrice horizontale est convergente ;
  • un réflecteur élémentaire comporte une surface de réflexion principale vers laquelle l'axe principal du pinceau lumineux est dirigé et au moins une surface de réflexion complémentaire qui est disposée de sorte à réfléchir une partie du pinceau lumineux qui est complémentaire à la partie du pinceau lumineux réfléchie par la surface de réflexion principale ;
  • chaque surface de réflexion complémentaire est située longitudinalement entre la surface de réflexion principale et la face de sortie de la fibre optique ;
  • le réflecteur possède un plan vertical de symétrie, et en ce qu'il comporte deux surfaces complémentaires de réflexion disposées symétriquement par rapport au plan vertical de symétrie du réflecteur ;
  • le profil de la surface réfléchissante est obtenu par l'association de réflecteurs élémentaires dont les profils de leurs surfaces de réflexion sont différents
  • l'axe principal du pinceau lumineux est dirigé indirectement vers le réflecteur élémentaire associé par au moins un miroir réfléchissant ou un élément de déviation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description qui suit, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue schématique en perspective de trois-quarts avant gauche de la structure d'un système optique conforme au document de l'art antérieur FR-A-2.782.778 ;
  • la figure 2 est une vue schématique en perspective de trois-quarts avant gauche de la structure d'un système optique conforme à l'invention ;
  • la figure 3 est une représentation schématique en section longitudinale par un plan vertical d'un réflecteur élémentaire et de la fibre optique qui lui est associée, conformes à l'invention ;
  • la figure 4 est une représentation schématique en section longitudinale par un plan horizontal passant par l'axe du tronçon d'extrémité de sortie de la fibre optique d'un réflecteur élémentaire et de la fibre optique qui lui est associée conformes à l'invention ;
  • la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 qui illustre une variante de l'invention.
Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indiqué à la figure 2.
Dans la description, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
On a représenté sur la figure 1 un système optique 10 connu du document de l'art antérieur FR-A-2.782.778. Ce système optique 10 comporte une source de lumière 12 qui émet un flux lumineux, une série de fibres optiques 14 qui guide le flux lumineux depuis la source de lumière 12 vers une surface réfléchissante 16 composée d'une série de réflecteurs élémentaires 18.
Chaque fibre 14 comporte une extrémité d'entrée 20 qui reçoit une partie du flux lumineux et un tronçon d'extrémité de sortie 22. Le tronçon d'extrémité de sortie 22 est dénudé sur une partie de sa longueur, c'est-à-dire sur un segment 24 d'extrémité libre pour lequel le coeur 26 de la fibre optique 14 n'est plus recouvert par la gaine 28 de la fibre 14. Ce segment 24 est traité optiquement de manière à produire des fuites de lumière approximativement constantes sur toute sa surface. Ainsi, le segment 24 constitue une source lumineuse secondaire globalement cylindrique, et il se comporte à la manière d'un filament à incandescence qui émet de la lumière dans toutes les directions.
Chaque réflecteur élémentaire 16 comporte un trou 30 à travers lequel passe le tronçon d'extrémité de sortie 22 de la fibre optique 14 qui lui est associée, et dont le segment dénudé 24 est placé au niveau du foyer du réflecteur élémentaire 18.
Un inconvénient de ce type de système optique 10 réside en ce que, pour avoir un meilleur éclairement de la zone visée, c'est à dire pour obtenir un faisceau le moins divergent possible, l'ensemble des réflecteurs élémentaires 18 doit réfléchir un maximum des rayons qui sont émis par les segments 24 suivant des directions autres que celles souhaitées. Ceci implique une profondeur importante de chaque réflecteur élémentaire 18 et donc un encombrement important du système optique 10.
On a représenté sur la figure 2 un système optique 10 conforme à l'invention. Ce système optique 10 comporte une source de lumière 12 qui émet un flux lumineux, une série de fibres optiques 14 qui guide le flux lumineux depuis la source de lumière 12 vers une surface réfléchissante 16 composée d'une série de réflecteurs élémentaires 18. Chaque fibre optique 14 comporte une extrémité d'entrée 20 qui reçoit une partie du flux lumineux et un tronçon d'extrémité de sortie 22 qui émet cette même partie du flux lumineux directement vers un réflecteur élémentaire 18 qui lui est associé.
La partie du flux lumineux reçu par l'extrémité d'entrée de la fibre est émise par la seule face transversale de sortie 32 du tronçon d'extrémité de sortie. Cette face de sortie 32 est globalement perpendiculaire à l'axe du tronçon d'extrémité de sortie 22, et elle est située à son extrémité libre.
La face de sortie 32 peut aussi être inclinée par rapport à l'axe du tronçon d'extrémité de sortie 22.
La partie du flux lumineux est émise depuis la face de sortie 32 sous la forme d'un pinceau lumineux 34. Par nature, pour des fibres optiques 14 de section circulaire constante, le pinceau lumineux 34 sortant de la face de sortie 32 se présente sous forme d'un cône dont l'angle au sommet β est en général compris entre 40° et 60° et son axe A général est perpendiculaire à la face de sortie 32.
L'invention n'est toutefois pas limitée à une fibre optique 14 de section circulaire associée à chaque réflecteur élémentaire 18. En effet, selon une variante (non représentée) de l'invention, le système optique peut comporter un réseau de fibres optiques 14 associé à chaque réflecteur élémentaire 18. Chaque réseau comporte alors une face de sortie composée des faces de sortie 32 des fibres optiques 14, et cette face de sortie peut avoir une forme complexe définie en fonction de la forme du faisceau d'éclairage à obtenir.
Ainsi, par exemple, pour obtenir un faisceau du type "code" ou "antibrouillard", la face de sortie comporte un côté supérieur horizontal et rectiligne, un coté inférieur de longueur inférieure à la longueur du côté supérieur, et la largeur de la surface est décroissante en se rapprochant du côté inférieur. Pour obtenir une faisceau du type "route", la forme de la face de sortie est circulaire ou ovale ; pour obtenir la portion relevée à 15° du faisceau de croisement européen unifié, la face de sortie est de forme rectangulaire inclinée à 15°.
Sur la figure 3, on peut voir l'orientation du pinceau lumineux 34 par rapport au réflecteur élémentaire 18 qui lui est associé. Le pinceau lumineux 34 émis par la face de sortie 32 est dirigé directement en direction du réflecteur élémentaire 18 qui lui est associé, sans utiliser un quelconque moyen optique intermédiaire, c'est-à-dire que l'axe A général du pinceau 34 est orienté vers la surface concave de réflexion 36 du réflecteur élémentaire 18.
La partie du flux lumineux transportée par chaque fibre optique 14 est émise selon un pinceau lumineux 34 de forme globalement conique, ce qui signifie que tous les rayons lumineux ont une direction comprise dans ce cône, contrairement au système optique 10 décrit dans le document FR-A-2.782.778, pour lequel les rayons sont émis suivant toutes les directions. Ceci, combiné au fait que le pinceau lumineux 34 est orienté vers le réflecteur élémentaire 18 qui lui est associé, induit que la grande majorité des rayons lumineux est réfléchie par le réflecteur élémentaire, sans que la profondeur du réflecteur élémentaire 18 soit importante. La surface réfléchissante 16 ainsi obtenu a alors un faible encombrement longitudinal.
Selon une caractéristique de l'invention, l'axe A du pinceau lumineux 34 est incliné par rapport à l'horizontale selon un angle aigu α qui est supérieur à la moitié de l'angle au sommet β du pinceau lumineux 34.
Afin d'obtenir un système optique 10 qui offre un aspect avantageux pour lequel les sources de lumière secondaires, c'est-à-dire les fibres optiques 14, ne sont pas apparentes depuis l'extérieur, les tronçons d'extrémité de sortie 22 sont situés en dessous d'un plan P horizontal qui est situé au niveau de la partie inférieure de la surface réfléchissante 16.
La géométrie de la surface de réflexion 36 de chaque réflecteur élémentaire 18 ainsi que la géométrie de la face de sortie 32 de la fibre optique 14 qui lui est associée définissent une partie du faisceau lumineux résultant.
Ainsi, pour définir la portée du système optique, chaque surface de réflexion 36 a une génératrice verticale 38 dont la distance focale est élevée et son foyer est de préférence situé au niveau de la face de sortie 32 qui lui est associée, comme on peut le voir à la figure 3.
Selon une caractéristique de l'invention, la position du foyer de la génératrice verticale 38, dépend du faisceau qui doit être obtenu. Ainsi, par exemple, pour avoir une faisceau du type "croisement", le foyer est situé au niveau de la partie inférieure de la face de sortie 32, et pour avoir un faisceau du type "route", le foyer est situé au niveau du centre de la face de sortie 32.
La répartition latérale du faisceau lumineux est définie par la génératrice horizontale 40 de chaque surface de réflexion 36 comme cela est représenté à la figure 4. Cette génératrice horizontale 40 est conçue de façon convergente, ceci permet de réduire les dimensions latérales du faisceau lumineux. On peut alors avoir une glace de protection 42, appartenant au phare ou au feu, de faible ouverture, ce qui est en général impossible lorsque l'on a recours à des sources de lumière disposées à proximité des réflecteurs, notamment à cause de problèmes thermiques, or, en sortie de fibre optique 14, la lumière est dite "froide", c'est-à-dire que les fibres optiques 14 ne transportent pas la chaleur provenant de la source de lumière 12.
Le fait d'avoir une surface de réflexion 36 dont la génératrice horizontale 40 est convergente, permet de réaliser des réflecteurs élémentaires 18 de formes complexes. Ainsi, selon la variante de l'invention représentée sur la figure 5, la surface de réflexion 36 est divisée en plusieurs surfaces de réflexion, ici une surface de réflexion principale 36a et deux surfaces de réflexion secondaires 36b.
La surface de réflexion principale 36a est conçue en fonction de la portée du système optique 10, notamment en ce qui concerne sa distance focale, et c'est vers elle que l'axe A du pinceau lumineux 34 est dirigé. Les surfaces de réflexion secondaires 36b forment un faisceau lumineux plus large et plus épais. Elles ont ainsi une distance focale inférieure à la distance focale de la surface de réflexion principale 36a.
Les surfaces de réflexion secondaires 36b sont disposées transversalement de part et d'autre de la surface de réflexion principale 36a et symétriquement par rapport à un plan vertical passant par l'axe général du pinceau lumineux 34. Elles sont disposées longitudinalement entre la surface de réflexion principale 36a et la face de sortie 32 de la fibre optique 14 qui leur est associée. Les surfaces de réflexion secondaires 36b sont disposées de manière à "récupérer" une partie secondaire 34b du pinceau lumineux 34, cette partie secondaire 34b étant complémentaire de la partie principale 34a du pinceau lumineux qui est récupérée par la surface de réflexion principale 36a. Cette disposition permet d'utiliser la totalité du pinceau lumineux 34 avec une largeur transversale réduite de la surface de réflexion 36.
Pour ne pas pénaliser l'aspect du système optique les réflecteurs unitaires 18 situés aux extrémités latérales de la surface réfléchissante 16 peuvent ne comporter qu'une seule surface de réflexion secondaire 36b. Cette surface de réflexion secondaire 36b est alors disposée latéralement vers l'extérieur de la surface réfléchissante 16.
Selon une variante de l'invention (non représentée), le pinceau lumineux 34 émis par la face de sortie 32 est dirigé vers l'avant en direction d'un élément de déviation, par exemple un miroir ou prisme, de sorte que son axe A soit dirigé indirectement vers le réflecteur élémentaire associé.
Afin d'améliorer le style particulier du système optique sans source de lumière apparente, le plan P peut consister en un miroir sans tain qui laisse passer le flux lumineux venant des fibres optiques 14 et qui réfléchit les rayons lumineux dirigés vers les fibres optiques.
Les orientations horizontales et verticales sont données à titre d'exemple non limitatif et l'orientation d'un tel système optique 10 peut être différente sans pour autant sortir de l'invention.

Claims (11)

  1. Système optique (10), pour la formation d'un faisceau d'éclairage suivant un axe globalement horizontal, comportant une source de lumière (12) qui émet un flux lumineux, une série de fibres optiques (14) qui guide le flux lumineux depuis la source de lumière (12) vers une surface réfléchissante (16) composée d'une série de réflecteurs élémentaires (18) et dont chaque fibre optique (14) comporte une d'extrémité d'entrée (20) qui reçoit une partie du flux lumineux et un tronçon d'extrémité de sortie (22) qui émet cette même partie du flux lumineux vers un réflecteur élémentaire (18) qui lui est associé, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité de sortie (22) comporte une face (32) transversale de sortie située à l'extrémité longitudinale libre du tronçon d'extrémité de sortie (22) par laquelle la partie du flux lumineux guidée par la fibre (14) est émise sous forme d'un pinceau lumineux (34) globalement conique dont l'axe principal (A) est dirigé directement ou indirectement vers le réflecteur élémentaire (18) associé à la fibre optique (14).
  2. Système optique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe principal (A) du pinceau lumineux forme un angle aigu (α), avec l'axe horizontal du faisceau d'éclairage, qui est supérieur à la moitié de l'angle au sommet (β) du pinceau lumineux (34).
  3. Système optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tronçons d'extrémité de sortie (22) des fibres (14) sont situés en dessous d'un plan horizontal (P), notamment d'un plan passant par l'extrémité inférieure de la surface réfléchissante (16).
  4. Système optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque réflecteur élémentaire (18) délimite une surface de réflexion (36) dont le foyer de la génératrice verticale (38) est situé au niveau de la partie inférieure de la face de sortie (32) de la fibre optique (14) associée.
  5. Système optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque réflecteur élémentaire (18) délimite une surface de réflexion (36) dont le foyer de la génératrice verticale (38) est situé au niveau du centre de la face de sortie (32) de la fibre optique (14) associée.
  6. Système optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque réflecteur élémentaire (18) délimite une surface de réflexion (36) dont la génératrice horizontale (40) est convergente.
  7. Système optique (10) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que un réflecteur élémentaire (18) comporte une surface de réflexion principale (36a) vers laquelle l'axe principal (A) du pinceau lumineux (34) est dirigé et au moins une surface de réflexion complémentaire (36b) qui est disposée de sorte à réfléchir une partie (34b) du pinceau lumineux qui est complémentaire à la partie (34a) du pinceau lumineux réfléchie par la surface de réflexion principale (36a).
  8. Système optique (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque surface de réflexion complémentaire (36b) est située longitudinalement entre la surface de réflexion principale (36a) et la face de sortie (32) de la fibre optique (14).
  9. Système optique (10) selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le réflecteur (18) possède un plan vertical de symétrie, et en ce qu'il comporte deux surfaces complémentaires (36b) de réflexion disposées symétriquement par rapport au plan vertical de symétrie du réflecteur (18).
  10. Système optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profil de la surface réfléchissante (16) est obtenu par l'association de réflecteurs élémentaires (18) dont les profils de leurs surfaces de réflexion sont différents.
  11. Système optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe principal (A) du pinceau lumineux (34) est dirigé indirectement vers le réflecteur élémentaire (18) associé par au moins un miroir réfléchissant ou un élément de déviation.
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