Titre de l'invention : Système de projection de plusieurs faisceaux lumineux

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne le domaine des dispositifs lumineux, en particulier pour l’industrie des véhicules automobiles. Elle trouve pour application particulièrement avantageuse le domaine de la génération de faisceaux lumineux destinés à produire une signalisation, telle qu’une indication de changement de direction de déplacement d’un véhicule, un actionnement de feux de détresse, une indication d’une situation de marche arrière ou encore une indication de freinage, notamment au niveau des feux stop à l’arrière du véhicule.

Par ailleurs, l’invention a vocation à produire un ou plusieurs motifs destinés à être projetés sur une surface, et typiquement une portion du sol environnant le véhicule.

ETAT DE LA TECHNIQUE

La signalisation de situations particulières de véhicules est cruciale pour le conducteur d’un véhicule, mais surtout des individus situés dans son environnement, notamment des piétons, des cyclistes ou encore des conducteurs de véhicules voisins. De telles situations particulières sont, par exemple, liées à des changements de direction, à des situations de détresse, à un déplacement en marche arrière ou encore à un freinage.

Pour accroître l’indication visuelle d’un changement de direction, la publication de brevet US 2017/151904 A1 a proposé d’associer l’émission d’un faisceau de signalisation traditionnel, en particulier du type clignotant, avec la projection d’un deuxième faisceau réalisant une écriture au sol d’un motif fournissant une information supplémentaire de changement de direction. Pour y parvenir, cette antériorité met en oeuvre un système de réflexion complexe associé à des sources lumineuses, pour produire les deux faisceaux. Un objet non limitatif de la présente invention est de proposer une alternative moins complexe pour réaliser un système configuré pour produire deux faisceaux de la typologie indiquée précédemment.

Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.

RESUME

Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un système de projection de faisceaux lumineux pour véhicule, comprenant un premier dispositif configuré pour générer un premier faisceau remplissant une fonction de signalisation et un deuxième dispositif configuré pour générer au moins un deuxième faisceau de projection d’un motif sur le sol, de préférence dans une zone proche du véhicule, à moins de 5 mètres de celui-ci.

De manière avantageuse, le premier dispositif comprend au moins une organe optique réfractif de mise en forme du premier faisceau, et en ce que le deuxième dispositif comprend au moins un élément optique présentant une surface génératrice de motif contrôlée configurée pour dévier des rayons lumineux issus d’une source de lumière, cette surface génératrice présentant des variations locales agencées de manière à former dans le deuxième faisceau un motif prédéterminé.

La surface génératrice de motif contrôlée est une surface de forme libre, par distinction avec les surfaces optiques réglées usuellement utilisées dans le domaine de l’éclairage et la signalisation automobile, surfaces usuelles qui sont de type cylindrique, parabolique, elliptique, hyperbolique ou des associations de ces types. La surface génératrice de motif contrôlée crée une correspondance entre un motif objet sur la surface génératrice et le motif cible projeté au sol. Dans le cas de motifs cibles de forme simple, par exemple des formes géométriques pleines telles que disque, rectangle, triangle ou losange, les variations locales seront préférentiellement concentrées sur la surface génératrice de sorte à donner un contour bien défini au motif cible et pourront avantageusement former le contour du motif objet. Dans le cas de motifs de forme complexe avec des formes très découpées ou de nombreuses lignes ou associant plusieurs secteurs (ligne de rectangles par exemple), les variations locales vont être réparties sur toute la surface génératrice.

En particulier, on tire profit de la technologie originale liée aux surfaces génératrices de caustique pour créer la surface génératrice de motif et obtenir les motifs souhaités.

Les caustiques sont un phénomène optique connu. Elles sont par exemple observables au fond d’une piscine éclairée par le soleil. Elles y forment des motifs fluctuant formant globalement un maillage de lignes de lumière plus concentrées et donc plus lumineuses, avec entre les mailles des zones plus sombres. Ces lignes et ces zones sombres sont dues aux différentes fluctuations de la surface de l’eau. Ces fluctuations forment localement des variations d’orientation autour de la forme globalement plane de la surface de l’eau. Ainsi, en fonction des variations locales rencontrées, les rayons vont être déviés différemment, certains se rapprochant et formant les lignes plus concentrées et donc plus lumineuses, et d’autres s’écartant et formant les zones sombres. Le maillage varie en fonction de l’agitation de la surface.

Cette disposition donne une grande flexibilité quant à l’implémentation pratique du deuxième dispositif, générant le faisceau produisant ledit motif, encore ici appelé motif cible. En effet, on peut par exemple disposer la surface génératrice sur un dioptre ou encore sur la surface d’un réflecteur.

Le premier dispositif comporte quant à lui un organe optique réfractif qui permet une mise en forme du faisceau sortant, de sorte à le calibrer à la fonction de signalisation souhaitée. Bien entendu, le premier dispositif peut comporter d’autres organes optiques de mise en forme préliminaire ou finale du premier faisceau.

Le dispositif est avantageusement configuré pour émettre les deux faisceaux simultanément.

Le motif peut, de préférence, fournir une information visuelle complémentaire à celle de la fonction de signalisation, c’est-à-dire en délivrant un message visuel dont la logique est liée à une information similaire à celle du premier faisceau (comme la signification au sol d’une volonté de changement de direction couplée à la génération d’un premier faisceau sous forme de clignotant). Le ou les motifs projetés par le deuxième faisceau le sont sur une surface donnée extérieure au véhicule, typiquement au sol ; cette surface, notamment la surface sur laquelle il se déplace, est généralement une chaussée.

Suivant une possibilité, le premier dispositif et le deuxième dispositif sont mutualisés en ce sens qu’ils partagent au moins un composant en commun. Par exemple, un élément optique, de nature dioptrique (terme ici utilisé de manière synonyme à réfractive) ou réflective, peut porter à la fois la lentille du premier dispositif et la surface génératrice du deuxième dispositif. Ou encore, la source de lumière est commune aux deux dispositifs, ce qui apporte une réduction de cout importante.

Tout ou partie des composants du premier dispositif et du deuxième dispositif peuvent par ailleurs être distincts. Dans ce cas, il est avantageux que des composants distincts soient pour autant montés sur un même support.

Par exemple, le premier dispositif peut comporter au moins une source lumineuse dédiée, le deuxième dispositif peut comporter au moins une autre source lumineuse dédiée, mais ces sources peuvent être portées par un organe support commun, par exemple une carte à circuits imprimés. Suivant un autre exemple, le premier dispositif peut comporter au moins un élément optique, réfractif ou réflectif, et le deuxième dispositif peut comporter au moins un autre élément optique, réfractive ou réflectif, mais ces éléments optiques peuvent être portés par un organe support commun, par exemple une structure de montage fixant les éléments optiques dans un bloc de phare.

Potentiellement, le système de l’invention peut être très compact ; il peut par exemple parfaitement s’intégrer dans un bloc de phare, dans une configuration similaire à des dispositifs actuels produisant seulement un faisceau de signalisation.

Un autre aspect concerne un véhicule équipé d’au moins un système tel qu’indiqué précédemment.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : [Fig.1 ] La figure 1 représente en vue de dessus une situation routière dans laquelle une double indication visuelle de changement de direction est mise en oeuvre. [Fig.2] La figure 2 représente un bloc de phare, depuis sa façade, équipé d’un système selon l’invention, dans un mode de réalisation.

[Fig .3A] La figure 3A représente une première vue en coupe de ce mode de réalisation, suivant les lignes A-A de la figure 2.

[Fig .3B] La figure 3B représente une deuxième vue en coupe de ce mode de réalisation, suivant les lignes B-B de la figure 2.

[Fig.4A] [Fig.4B] [Fig.4C] [Fig.4D] représentent successivement quatre variantes de réalisation du système des figures 3A et 3B.

[Fig .5A] [Fig.5B] montrent deux variantes de réalisation du système de l’invention. [Fig.6A] [Fig.6B] [Fig.6C] [Fig.6D] montrent quatre autres variantes de réalisation du système de l’invention.

[Fig.7] La figure 7 est une vue schématique d’une possibilité de formation d’un deuxième faisceau au moyen d’une surface génératrice de caustique.

[Fig.8] La figure 8 est une vue agrandie d’une portion de la figure précédente.

[Fig.9] La figure 9 est une vue schématique d’une autre possibilité de mise en oeuvre d’une surface génératrice de caustique pour le deuxième faisceau.

[Fig.10] La figure 10 représente schématiquement la propagation d’un motif cible depuis un deuxième dispositif.

[Fig.1 1 ] La figure 1 1 représente schématiquement un motif cible formé par le deuxième dispositif.

[Fig.12] La figure 12 représente schématiquement le motif objet de la surface génératrice permettant de générer le motif cible de la figure précédente.

[Fig.13] La figure 13 représente un autre exemple d’implémentation du système de l’invention.

[Fig.14A] [Fig.14B] [Fig.14C] [Fig.14D] [Fig.14E] [Fig.14F] schématisent des étapes de calcul de la surface génératrice.

Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. DESCRIPTION DÉTAILLÉE

Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement : la surface génératrice 12 est une surface réfléchissante ou réfractrice, s’étendant selon une forme globale donnée et présentant des variations locales de forme autour de cette forme globale donnée, ces variations locales étant réparties sur l’ensemble de ladite surface génératrice 12 de sorte qu’elles confèrent à l’ensemble de la surface génératrice un relief formant un motif objet, ces différentes variations locales étant agencées de manière à ce que la majorité de ladite surface génératrice soit lisse et de manière à ce que pour un faisceau de rayons incidents sur l’ensemble de cette dite surface génératrice 12, ces rayons ayant une répartition donnée, ladite surface génératrice 12 dévie les rayons selon des orientations différentes en fonction des variations locales qu’ils rencontrent, formant ainsi un faisceau dévié propageant un motif propagé identifiable sur un intervalle utile s’étendant en amont de et au moins jusqu’à une distance optimale de propagation donnée finie, ce motif propagé correspondant à une projection distordue du motif objet, l’élément optique étant agencé de manière à ce que le motif propagé soit projeté sur une surface cible, qui est visible depuis l’extérieur du dispositif lumineux et qui est située à l’intérieur de l’intervalle utile et/ou à une distance (Di, D2) sensiblement égale à cette dite distance optimale.

Le premier dispositif et le deuxième dispositif présentent au moins une source de lumière 200 commune.

Le premier dispositif et le deuxième dispositif présentent au moins un élément optique commun.

Au moins un élément optique commun comprend au moins un élément optique dioptrique commun.

Le système selon l’invention comprend un bloc de phare 4 dans lequel le premier dispositif et le deuxième dispositif sont logés, système dans lequel l’au moins un élément optique dioptrique commun comprend une glace 6 de fermeture du bloc de phare 4.

Au moins un élément optique dioptrique commun comprend un guide d’onde 25.

Au moins un élément optique commun comprend un réflecteur 22.

Au moins un élément optique commun comporte un élément optique qui porte la surface génératrice 12.

Au moins un élément optique commun comporte un élément optique dioptrique qui forme l’organe optique réfractif de mise en forme du premier faisceau 2.

Le deuxième dispositif comporte une pluralité d’éléments optiques 10 présentant chacun une surface génératrice 12.

Les éléments optiques 10 présentant chacun une surface génératrice 12 sont espacés suivant une dimension en longueur de l’élément optique commun.

La fonction de signalisation est choisie parmi : une indication de changement de direction, une indication de marche arrière, une indication de freinage, une indication de feux de détresse.

Le motif comprend plusieurs portions espacées les unes des autres.

Éventuellement, le système de l’invention peut présenter l’une quelconque des caractéristiques suivantes ou toutes combinaisons d’entre elles : le premier dispositif comprend un élément optique réfractif et le deuxième dispositif comprend un autre élément optique réfractif, et ces deux éléments optiques réfractifs sont distincts et fixés sur un même support et/ou sont jointifs ; le premier dispositif comprend un élément optique réflectif et le deuxième dispositif comprend un autre élément optique réflectif, et ces deux éléments optiques réflectifs sont distincts et fixés sur un même support et/ou sont jointifs ; le premier dispositif comprend un élément optique réflectif et le deuxième dispositif comprend un autre élément optique réfractif ou le premier dispositif comprend un élément optique réfractif et le deuxième dispositif comprend un autre élément optique réflectif, et ces deux éléments optiques sont distincts et fixés sur un même support le premier dispositif et le deuxième dispositif comportent un élément optique dioptrique commun et ce dernier comporte une première zone exclusivement ou majoritairement dédiée au chemin des rayons destinés à former le premier faisceau, et une deuxième zone exclusivement ou majoritairement dédiée au passage des rayons destinés à former le deuxième faisceau ; dans ce dernier cas, il est possible que l’élément optique dioptrique ait une section transversale présentant un virage entre ces deux zones ; le premier dispositif et le deuxième dispositif comporte un élément optique sous forme de réflecteur commun et ce dernier comporte une première zone exclusivement ou majoritairement dédiée au chemin des rayons destinés à former le premier faisceau, et une deuxième zone exclusivement ou majoritairement dédiée au passage des rayons destinés à former le deuxième faisceau ; dans ce dernier cas, il est possible que le réflecteur ait une section transversale présentant un virage entre ces deux zones ;

- éventuellement, le deuxième dispositif utilise tous les composants du premier dispositif et l’élément optique est une partie rapportée sur un élément optique du premier dispositif.

En ce qui concerne la surface génératrice, on peut éventuellement mettre en oeuvre les aspects suivants : la répartition donnée est sensiblement telle que pour tout plan transversal à la direction de propagation, en un point donné de ce plan, le ou les rayon(s) (n, r2, rs) incident(s) en ce point provien(en)t d’une unique direction, et peut correspondre correspond à celle d’une diode électroluminescente ; la surface génératrice comprend au moins une portion lisse dont la surface représente la majorité de la surface génératrice (12 ; 12’), le passage d’une variation locale à l’autre étant lisse à l’intérieur de cette portion lisse ; éventuellement, toute la surface génératrice est lisse, le passage d’une variation locale à l’autre étant lisse ; éventuellement, le passage entre certaine variation locale est formé par une arête.

Les termes « amont » et « aval » se réfèrent par rapport au sens de propagation des rayons lumineux dans le dispositif lumineux et à l’extérieur de celui- ci. Sauf indication contraire, les termes « avant », « arrière >>, « inférieur >>, « supérieur >>, « côté >>, « transversal >> se réfèrent au sens d’émission de lumière hors du dispositif lumineux indicateur de changement de direction correspondant. Dans les caractéristiques exposées ci-après, des termes relatifs à la verticalité, l’horizontalité et à la transversalité (ou encore direction latérale), ou leurs équivalents, s’entendent par rapport à la position dans laquelle le système d’éclairage est destiné à être monté dans un véhicule. Les termes « vertical » et « horizontal » sont utilisés dans la présente description pour désigner des directions, suivant une orientation perpendiculaire au plan de l’horizon pour le terme « vertical » (qui correspond à la hauteur des systèmes), et suivant une orientation parallèle au plan de l’horizon pour le terme « horizontal ». Elles sont à considérer dans les conditions de fonctionnement du dispositif dans un véhicule. L’emploi de ces mots ne signifie pas que de légères variations autour des directions verticale et horizontale soient exclues de l’invention. Par exemple, une inclinaison relativement à ces directions de l’ordre de + ou - 10° est ici considérée comme une variation mineure autour des deux directions privilégiées. Par rapport au plan horizontal, l'inclinaison est en principe comprise entre -5° et +4° et elle est comprise entre -6° et +7.5° latéralement.

Dans la présente invention, le motif cible forme un logo, un pictogramme, un motif géométrique ou un ensemble de plusieurs logos, pictogrammes ou motifs géométriques ainsi que leurs combinaisons, comme par exemple un pictogramme associé à un ou plusieurs motifs géométriques. Avantageusement, on choisira un motif géométrique dont la forme est bien reconnue, comme des bandes, des chevrons, des triangles ou des disques.

Dans ce qui suit, les expressions « premier dispositif >> et « deuxième dispositif » ne sous-tendent pas qu’il s’agit forcément de dispositifs entièrement distincts. Au contraire, il est avantageux que certains organes soient mutualisés.

On décrit ci-après des modes de réalisation du système, en particulier en relation avec les figures 1 à 6D.

La figure 1 fournit une illustration en vue de dessus d’un exemple d’application de la présente invention. Dans la situation représentée, le véhicule 1 équipé du système de l’invention effectue un dépassement et va se rabattre sur la file de droite. Dans ce contexte, le conducteur a activé un feu de signalisation de changement de direction correspondant au premier faisceau 2, qui est avantageusement d’un paramétrage photométrique normalisé. Dans le même temps, l’indication visuelle produite par le premier faisceau 2 est supplémentée par la projection d’un motif 3 sur la chaussée grâce à un système de l’invention situé du côté avant droit du véhicule 1 .

Cet exemple n’est pas limitatif. Notamment, un système équivalent équipe de préférences le côté avant gauche du véhicule. En outre, la génération des deux faisceaux ici proposée trouve une application dans d’autres contextes tels que : la projection de motifs et d’un faisceau de feu de recul, la projection de motifs et d’un faisceau de feu de stop.

La figure 2 présente un exemple de réalisation depuis la façade d’un bloc 4 de phare intégrant le système de l’invention. Le bloc 4 peut être réalisé de manière conventionnelle avec une partie arrière délimitant un volume intérieur du bloc 4 et une glace 6 assurant la fermeture du bloc 4 en façade. La figure 3A fournit un exemple de coopération entre la glace 6 et une partie arrière du bloc 4, sous forme d’un châssis 8. Dans l’illustration de la figure 2, le bloc 4 comporte non seulement le système de l’invention, mais aussi deux autres dispositifs de projection lumineux, correspondant aux repères 5a et 5b. Par exemple, il peut s’agir de dispositifs servant à produire des fonctionnalités d’éclairage, tels que des feux de croisement et/ou de route.

En partie supérieure du bloc de phare 4, on trouve un module lumineux 20 dans la structure est plus visible aux figures 3A et 3B. Dans cet exemple, le module lumineux 20 présente une extension longitudinale dirigée suivant la dimension en largeur du bloc 4. Cela permet par exemple de fournir une forme allongée et aplatie au premier faisceau, qui est ici typiquement un faisceau de signalisation de changement de direction, pour l’avant du véhicule.

Suivant la coupe donnée à la figure 3A correspondant au plan A-A de la figure 2 référencé 7, le module lumineux 20 comporte une source lumineuse 200 montée sur un support, ici présentant une face de support plane.

De façon connue en soi, la présente invention peut utiliser des sources lumineuses du type diodes électroluminescentes encore communément appelées LEDs. Il peut éventuellement s’agir de LED(s) organique(s). Notamment, ces LEDs peuvent être dotées d’au moins une puce utilisant la technologie des semi- conducteurs et apte à émettre une lumière. Par ailleurs, le terme source lumineuse s’entend ici d’un ensemble d’au moins une source élémentaire telle une LED apte à produire un flux conduisant à générer en sortie du système de l’invention au moins un des faisceaux lumineux.

Dans cet exemple, les rayons émis par la source de 100 sont dirigés vers un réflecteur 22 produisant un renvoi d’angle des rayons à destination d’une lentille 23 pouvant former la lentille de mise en forme du premier faisceau. De manière non limitative, la figure 3A montre une direction moyenne d’émission de la source de 100 verticale et un renvoi par le réflecteur 22 de sorte à produire un faisceau sortant dont l’axe est horizontal.

Comme indiqué précédemment, le module lumineux 20 peut présenter une forme allongée et, à cet effet, le réflecteur 22 peut s’étendre suivant la dimension longue. Par ailleurs, pour produire une répartition de l’émission de lumière le long du réflecteur 22, le module lumineux 20 comporte de préférence une pluralité de sources lumineuses 200 espacées, de préférence uniformément, suivant la dimension longue.

La forme allongée du module lumineux 20 n’est cependant pas nécessaire. Elle peut notamment avoir une dimension longue bien plus courte que la largeur du bloc de phare. On peut aussi équiper le bloc de phare de plusieurs modules lumineux, pour former une pluralité de premiers et de deuxièmes dispositifs.

Pour délimiter le module lumineux 20, et cloisonner l’émission de la lumière en direction de la glace 6, des parois de masquage 21 peuvent former une enveloppe de délimitation du volume intérieur du module lumineux 20.

Dans cet exemple, comme dans les autres exemples qui suivent, plusieurs technologies de lentille de mise en forme du premier faisceau sont utilisables. Par ailleurs, une pluralité d’éléments optiques, notamment une pluralité de lentilles, peut servir à cette mise en forme. Par exemple, on peut utiliser au moins une lentille de nature convergente, ou encore présentant un réseau, du type lentille de Fresnel, pour fournir la forme souhaitée pour le premier faisceau.

La figure 3B est très similaire à la représentation de la figure précédente. Il s’agit d’une coupe portant la référence 9 selon la direction B-B de la figure 2. Cependant, on notera qu’à cet endroit de la dimension longitudinale du module lumineux 20 la glace 6 ne présente pas de reliefs. Au contraire, dans la coupe de la figure 3A, la glace 6 comporte une surface génératrice de motif12, ici non limitativement formée sur la face interne de la glace 6. L’élément dioptrique que constitue la glace 6 forme, à l’endroit de la surface 12, l’élément optique 10 assurant la production du deuxième faisceau, celui de production d’un motif.

La figure 2 révèle en outre que plusieurs surfaces 12 sont constituées sur la glace 6. On comprend que dans chaque zone correspondant à l’une de ces surfaces 12, un élément optique 10 est formé si bien que le système comporte alors trois deuxièmes dispositifs, formant chacun un deuxième faisceau. Dans une telle situation, trois motifs 3 pourront être projetés. Éventuellement, on s’arrange pour qu’une source 200 soit située en regard de chaque surface 12.

Ainsi, le module lumineux 20 et la glace 6 participent ensemble à former le premier dispositif et le deuxième dispositif. Ces derniers partagent un grand nombre de composants en commun, pour le moins dans cet exemple, les sources lumineuses 200, le réflecteur 22 et la lentille 23. L’élément optique 10 permet dans ce cadre de retraiter une partie du faisceau sortant de la lentille 23 de sorte à produire, de manière localisée, un deuxième faisceau, le premier faisceau étant produit lorsque la lumière sort de la glace 6 en dehors de la surface occupée par le ou les éléments 10.

Des alternatives au module lumineux 20 sont proposées aux figures 4A à 4D. Comme précédemment, le module lumineux 20 comporte des parois de masquage 21 . Une lentille 23 forme le dioptre de sortie du module lumineux 20. Mais les composants permettant la génération des rayons lumineux traversant la lentille 23 sont différents.

Dans le cas de la figure 4A, ces composants comprennent un guide d’onde 25. Comme le réflecteur 22 précédent, le guide 25 présente une dimension longitudinale dirigée suivant la dimension longue du module lumineux 20. Notamment, le guide 25 peut se présenter sous la forme d’un barreau, de préférence de section circulaire. Dans le cas représenté, le guide 25 comporte des surfaces d’extraction 251 , par exemple construites par des échancrures suivant la dimension longitudinale du guide 25, situées à l’opposé du dioptre de sortie des rayons du guide 25 et servant d’obstacles lors de la réflexion totale interne de la lumière dans le guide 25, pour produire une sortie de lumière du guide 25, de proche en proche suivant sa longueur, en direction de la lentille 23.

Dans ce contexte, au moins une source lumineuse 200 (non visible dans la figure 4A) équipe le système et est avantageusement positionnée à l’une des extrémités du guide 25 avec une direction moyenne d’émission de préférence dirigée suivant la direction longitudinale du guide 25. Optionnellement, une autre source lumineuse 200 équipe, avantageusement de manière similaire, l’autre extrémité du guide 25, pour mieux répartir la sortie de lumière.

Dans cet exemple, un support 24 peut être employé pour maintenir le guide 25, et potentiellement la ou les sources lumineuses.

Bien que le dioptre de sortie du guide 25 puisse réaliser ou participer à réaliser la mise en forme du premier faisceau, une lentille 23 est préservée dans cet exemple. Ce cas n’est pas limitatif. D’ailleurs, dans la variante de la figure 4C, la lentille 23 été supprimée. Dans ce cas, c’est le guide d’onde 25 qui peut servir à la mise en forme du premier faisceau et/ou une partie correspondante de la glace 6.

Une autre forme de guide d’onde 25, dans une option sans lentille 23, est reflétée par la figure 4B. Le guide 25 a ici une forme aplatie. Il est associé à au moins une source lumineuse 200. La surface d’entrée de la lumière dans le guide 25 peut être formée par une cavité de couplage 252. Comme dans le cas des figures 3A et 3B, une pluralité de sources 200 peuvent être espacées suivant la dimension longitudinale du module lumineux 20.

Une fois admise dans le guide 25, la lumière subit une réflexion totale interne en direction de la face de sortie du guide, suivant la tranche de ce dernier. Sur la tranche opposée du guide 25, une surface de réflexion 153, par exemple inclinée relativement aux faces supérieure et inférieure du guide 25, assure un renvoi d’au moins une partie de la lumière vers la sortie.

L’option de la figure 4D est assez proche, mais le module lumineux 20 est équipé d’une lentille 23. On comprend de ce qui précède que l’organe optique réfractif du premier dispositif, assurant une mise en forme du premier faisceau, peut être produit de différentes manières, et notamment sur au moins l’un parmi : un guide d’onde, une lentille 23, la glace 6 de fermeture du bloc de phare 4.

En outre, dans ces exemples, il peut être suffisant de modifier localement la conception de la glace 6 pour former le deuxième dispositif produisant le deuxième faisceau. En effet, la ou les surfaces génératrices 12 de motif peuvent être localisées sur la glace 6. Cependant, l’implémentation de surfaces génératrices 12 de motif est possible à d’autres endroits.

En particulier, la figure 5A fournit une alternative dans laquelle un module lumineux 20 intègre une ou des surfaces génératrices 12 sur une lentille 23. Dans la configuration de la figure 5A, comme dans celle de la figure 3A, une source lumineuse 200 (pour le moins) émet des rayons lumineux en direction d’un réflecteur 22. Le réflecteur 22 peut avoir une dimension longue dirigée suivant la largeur du bloc de phare, comme c’était le cas du réflecteur de la figure 2. Cependant, un réflecteur plus court est aussi possible.

Ce dernier comporte, dans une coupe correspondant à une zone de la lentille 23 dans laquelle une surface génératrice 12 de motif est présente, une première portion 221 destinée à renvoyer une partie des rayons lumineux suivant une première direction moyenne, ces rayons servant, après mise en forme ultérieure, à former le premier faisceau. Par exemple, la première portion 221 dispose d’un profil curviligne concave. Le réflecteur 22 présente une deuxième portion 222 qui est située dans le prolongement inférieur de la première portion 221 et qui a une fonction primaire de maintien mécanique.

Avantageusement, le réflecteur 22 comporte, en section transversale, les deux portions 221 , 222 en continuité l’une de l’autre, et de préférence sur une seule pièce venue d’une même matière. Suivant une possibilité non illustrée, les portions 221 et 222 pourraient être réalisées sur deux pièces distinctes. Dans ce cas, il est alors avantageux qu’elles soient montées sur un support commun.

Si la dimension en longueur du réflecteur est supérieure à la dimension correspondante de la surface génératrice 12, alors, préférentiellement, le réflecteur 22 ne comporte que la première portion 221 , puisque seule la génération du premier faisceau y est souhaitée.

En revenant à la figure 5A, après le réflecteur 22, le chemin des rayons traverse une lentille 23. Une première portion 231 de la lentille 23 peut servir au traitement optique des rayons destinés à former le premier faisceau, formant ainsi l’organe optique réfractif du premier dispositif. Comme précédemment, la mise en forme pourra dépendre de la fonction de signalisation visée.

La lentille 23 comporte en outre, pour le moins au niveau d’une zone comprenant une surface génératrice 12, une deuxième portion 232 placée sur le chemin des rayons lumineux destinés à former le deuxième faisceau. De préférence, la ou les surfaces génératrices 12 sont disposés sur l’une des faces de la deuxième portion 232. Alors, le ou les éléments optiques 10 sont produits à ce niveau. Les rayons lumineux destinés à former le deuxième faisceau sont issus directement de la source lumineuse 200 pour la majorité, voire la totalité, une partie pouvant néanmoins résulter de la réflexion sur la surface 222.

Comme dans le cas apparaissant à la figure 2, la surface génératrice 12 peut ne pas couvrir toute la longueur de la lentille 23, mais seulement une ou des portions localisées de cette dernière, de manière similaire à ce qui était proposé à la figure 2 pour l’équipement de la glace 6 en surfaces 12. Le ou les deuxièmes faisceaux ne sont produits que lorsque la lumière passe au travers d’une surface génératrice 12, le reste de la lumière pouvant servir au premier faisceau, ou être perdu, par exemple par l’intermédiaire d’un obstacle comme un masque.

En alternative à la représentation donnée en figure 5A, il n’est pas indispensable que les portions 231 , 232 soient formées dans une lentille 23 unique, venue d’une seule matière. Notamment, elles peuvent être réalisées avec de pièces distinctes ; dans ce dernier cas, elles sont avantageusement montées sur un même support.

De préférence, les première et deuxième portions 231 , 232 n’ont pas des profils colinéaires ; elles présentent dans ce cas une angulation, telle que celle de la figure 5A, de sorte à orienter différemment les rayons lumineux. La figure 5B procure une alternative proche du cas précédent, avec deux sources lumineuses 200, de préférence disposées sur un même support, et espacées l’une de l’autre suivant une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du module lumineux.

Ainsi, les deux sources 200 en question se trouvent juxtaposées, l’une plus vers l’arrière du module lumineux 20, l’autre plus en avant. Bien entendu, une telle paire de sources 200 peut être répétée suivant la dimension longitudinale du module lumineux 20. De plus, plus de deux sources 200 peuvent être ainsi juxtaposées. Une telle solution permet une répartition plus fine de la lumière dédiée à former le premier faisceau et le deuxième faisceau. En effet, l’une des sources 200 peut produire une partie majoritaire de la lumière destinée à former le premier faisceau alors qu’une deuxième des sources 200 peut produire une partie majoritaire de la lumière destinée à former le deuxième faisceau.

D’autres modes de réalisation sont apparents aux figures 6A à 6D.

Ainsi, dans les quatre cas qui sont représentés, l’élément optique 10 est réalisé en formant une surface génératrice 12 sur le réflecteur 22.

Dans le cas de la figure 6A, le fonctionnement est assez proche de celui présenté par exemple la figure 5A. En effet, au moins une source lumineuse 200 irradie un réflecteur 22 qui est configuré pour qu’une partie des rayons soit adressée à une portion de sortie pour former au moins en partie le premier faisceau, alors qu’une autre partie des rayons est adressée à une autre portion de sortie, pour former le deuxième faisceau aux endroits où des surfaces génératrices 12 sont présentes. Plus précisément, dans le cas représenté, le réflecteur 22 comporte encore une première portion 221 et une deuxième portion 222. Les remarques précédemment indiquées notamment en référence aux figures 5A et 5B sur les possibilités offertes pour la réalisation de ces portions sont applicables.

De même, le module lumineux 20 y comporte une lentille 23 pour laquelle on peut se référer aux indications donnés en référence aux figures 5A et 5B.

Cependant, à la figure 6A, la surface génératrice 12 est disposée sur le réflecteur 22, et plus précisément dans la deuxième portion 222 de celui-ci. C’est donc à cet endroit que l’élément optique 10 est réalisé, cette fois sous forme réflective. Comme dans les cas précédents, la surface génératrice 12 est localisée sur la longueur du réflecteur 22. On pourra se référer à la figure 2 pour la réalisation localisée d’une surface génératrice 12, voire de plusieurs surfaces le long du réflecteur 22.

La figure 6B donne une alternative à la figure 6A, avec une paire de sources 200 placées sur un support commun, la direction moyenne d’émission de l’une des sources visant la première portion 221 , la direction moyenne d’émission de l’autre source visant la deuxième portion 222. Comme précédemment, au moins une partie de la lentille 23 sert à former l’organe optique réfractif de mise en forme du premier faisceau.

Les variantes des figures 6C et 6D sont proches, respectivement, des figures 6A et 6B. Simplement, la lentille 23 ne comporte qu’une portion 221 par laquelle est généré le premier faisceau ou pour le moins comporte une ou des ouvertures formant des passages 26 pour la lumière destinée à former le deuxième faisceau. Après traitement par la surface génératrice 12, les rayons de la ou les sources lumineuses 200 destinées à former le deuxième faisceau suivent ainsi un chemin exempt de lentille 23, au niveau d’un passage 26 correspondant à une propagation dans l’air à cet endroit.

Comme dans le cas des figures 5A et 5B, la disposition illustrée peut ne correspondre qu’à la configuration du module lumineux 20 dans une zone de présence d’une surface génératrice 12. En dehors, toute la lumière peut être utilisée pour le premier faisceau, ou présenter une partie perdue, notamment en masquant certaines zones de la lentille.

Dans un mode de réalisation non illustré, le premier dispositif comporte au moins une source qui lui est propre et le deuxième dispositif comporte au moins une autre source qui lui est propre.

Ainsi, globalement, le système de l’invention peut se présenter sous une forme très mutualisée, allant par exemple jusqu’au partage de la ou des sources lumineuses, d’un réflecteur et/ou d’un guide d’onde et/ou d’au moins une lentille. À l’inverse, il peut se présenter sous une forme séparée pour au moins un composant notamment choisi parmi la ou des sources lumineuses, d’un réflecteur et/ou d’un guide d’onde et/ou d’au moins une lentille. Dans ce dernier cas, il reste souhaitable que au moins certains composants des deux dispositifs partagent un même support. Éventuellement, le premier dispositif peut être organisé sous forme d’un premier module lumineux, et le deuxième dispositif sous forme d’un deuxième module lumineux, les deux modules lumineux étant montés sur un support commun.

On donne ci-après des exemples de réalisation de l’élément optique pourvu de la surface génératrice de motif sous la forme d’une surface génératrice de caustique, particulièrement en référence aux figures 7 à 14F.

En effet, un aspect de l’invention est relatif à l’emploi des caustiques pour la réalisation de motifs à des fins d’indication visuelle sur une surface de projection, tel que le sol. D’une manière générale, les caustiques sont un phénomène optique lié à la formation de motifs réalisant globalement un maillage de lignes de lumière plus concentré avec des zones interstitielles plus sombres. Ainsi, en fonction des variations locales rencontrées, les rayons vont être déviés différemment, certains se rapprochant et formant les lignes plus concentrées et donc plus lumineuses, et d’autres s’écartant et formant les zones sombres.

Un tel motif peut se propager et présenter une forme identifiable, généralement sur un intervalle utile s’étendant en amont de et au moins jusqu’à une distance optimale de propagation donnée finie, le motif propagé correspondant à une projection distordue d’un motif objet. Par « identifiable », on entend que l’on reconnaît le motif comme celui qui serait observé à la distance optimale ; ainsi, la projection du motif par le deuxième faisceau lumineux est opérationnelle lorsque le motif est identifiable. Le résultat le meilleur est observé lorsque la surface ciblée située à une distance sensiblement égale à la distance optimale.

Dans la demande, on entend par « lisse » une zone dérivable en tout point, autrement dit une zone dépourvue d’arête saillante ou rentrante. Une portion est lisse lorsque l’ensemble des points formant celle-ci obéit à cette définition.

Ainsi, il est possible grâce à des moyens de génération du deuxième faisceau, qui comprendront notamment au moins une source de lumière et un ensemble d’un ou plusieurs éléments optiques, on génère des rayons selon une répartition donnée, ce montage se faisant de manière à ce que ces rayons soient incidents sur l’élément optique. De ce fait, l’allumage du deuxième faisceau lumineux permettra la génération du motif propagé, qui se propagera jusqu’à rencontrer une surface, en particulier la surface cible sur laquelle le véhicule se déplace.

La projection du motif propagé sur la surface ciblée forme le motif cible.

Par ailleurs, ce motif se propage sur une distance donnée finie, à savoir sur l’intervalle utile comprenant la distance où la netteté est optimale, à savoir la distance optimale de propagation, ce qui permet une certaine liberté sur la distance entre l’élément optique et la surface cible. Cette distance optimale de propagation, dite ci-après distance optimale, est la distance à laquelle la majorité des rayons déviés et formant le motif cible se croisent et donc à laquelle ce motif a la meilleure netteté. La surface génératrice peut ainsi être conçue aisément par rapport à cette définition, d’autant plus que la distance séparant le système de l’invention et la surface sur laquelle le motif est à projeter sera généralement prédéterminée.

Les figures 7 et 8 permettent d’illustrer le principe général de l’emploi de caustiques dans l’invention.

Selon l’invention, l’élément optique 10 présente une surface génératrice 12 de caustique contrôlée. Cette surface génératrice 12 peut être une surface réfléchissante ou une surface réfractrice, comme illustré en figure 1 et 2. Cet élément optique est aussi appelé ci-après générateur de caustique.

La surface génératrice 12 s’étend selon une forme globale donnée 13, représentée par la ligne verticale en pointillés en figures 1 et 2.

Plus particulièrement, dans le mode de réalisation de la figure 7, l’élément optique 10 est une plaque transparente présentant une face d’entrée 11 et une face de sortie. La face d’entrée 11 est agencée en vis-à-vis d’un ensemble (pour le moins une source lumineuse et avantageusement l’une des solutions indiquées précédemment en référence aux figures 1 à 6D) produisant un faisceau amont 14 fait de rayons lumineux tels que les rayons r1 , r2, r3 représentés. La face de sortie est agencée de manière à recevoir les rayons r1 , r2, r3 réfractés par la face d’entrée 11. Comme dans l’exemple illustré, la face de sortie peut être formée, notamment entièrement, par la surface génératrice 12.

D’une manière générale, la surface génératrice 12 présente des variations locales de forme autour de la forme globale donnée 13. Ces variations locales sont réparties sur l’ensemble de la surface génératrice 12, de sorte qu’elles confèrent à l’ensemble de la surface génératrice 12 un relief formant un motif objet.

Par exemple, ces variations locales forment des creux et des bosses sur la face de sortie de ledit générateur de caustique 10.

D’une manière générale, ces différentes variations locales sont agencées de manière à ce que la majorité de ladite surface génératrice 12 soit lisse. Ainsi pour la majorité de la surface génératrice 12, cette surface est dérivable en tout point. Autrement dit, sur les zones lisses, elle est dépourvue d’arête saillante ou rentrante.

D’une manière générale, ces différentes variations locales sont agencées de manière à ce que pour le faisceau de rayons r1 , r2, r3 incidents sur l’ensemble de cette dite surface génératrice 12, ces rayons r1 , r2, r3 ayant une répartition donnée connue, la surface génératrice 12 dévie les rayons r1 , r2, r3 selon des orientations différentes en fonction des variations locales qu’ils rencontrent, formant ainsi un faisceau dévié propageant un motif lumineux sur un intervalle utile s’étendant en amont de et au moins jusqu’à une distance optimale de propagation donnée finie, dite distance optimale, ce motif propagé correspondant à une projection distordue du motif objet.

Cette surface génératrice 12, avec ses variations locales, correspond à une surface génératrice de caustique contrôlée.

En effet, ces variations locales créent des convergences et des divergences locales des rayons. Comme ces variations sont locales, une majorité de rayons s’écartent ou se rapprochent sans se croiser avant une certaine distance. Ainsi, de la même manière que la surface d’une piscine traversée par les rayons du soleil crée un motif lumineux se propageant et se projetant sur le fond d’une piscine, la surface génératrice 12 crée un motif lumineux qui se propage, le motif propagé, qui peut être projeté au sol. Dans le cas d’une surface génératrice de caustique contrôlé, comme selon l’invention, en fonction des variations locales le motif lumineux se propage au moins sur une distance optimale donnée. Au-delà de cette distance optimale Dp, les rayons du faisceau dévié se croisent. On placera donc le deuxième dispositif, générant le deuxième faisceau, de sorte que la surface sur laquelle le motif est destiné à être projeté soit à une distance rendant le motif identifiable, dans l’intervalle de distances approprié exposé plus en détail en figure 10.

Dans le cadre de l’invention, et comme on peut l’observer sur le schéma de principe en figure 10, la distance optimale Dp est finie. Si l’on interpose un écran à une distance intermédiaire D1 ou à une autre distance intermédiaire D2, qui sont inférieures à la distance optimale Dp, on observera le même motif plus ou moins distordu.

A noter que cette distance optimale Dp est celle à laquelle le motif va avoir la meilleure netteté. La surface génératrice peut ainsi être conçue par rapport à cette définition.

Il peut exister également une distance minimale D0 en dessous de laquelle le motif n’est pas formé. Cette distance minimale D0 est en général assez faible. Cette distance minimale D0 peut être de quelques centimètres, voire de quelques millimètres ce qui est largement respectable dans l’application ici visée.

Egalement, le motif n’est pas perdu dès que les rayons se croisent mais après, à une distance maximale (non représentée) supérieure. Il est cependant plus aisé de concevoir la surface génératrice par rapport à la distance de croisement des rayons, qui se définit plus précisément que la distance à laquelle on considère que le motif est perdu. Dans la présente demande, cette distance de croisement des rayons est donc appelée distance optimale de propagation ou distance optimale.

Autrement dit, l’intervalle utile comprend une portion aval, allant de la distance optimale Dp à cette distance maximale, et une portion amont, allant de la distance minimale D0 à la distance optimale Dp. Le motif observable à la distance optimale Dp, à l’endroit de la surface de projection, reste identifiable à l’intérieur de ces portions amont et aval. D’une manière générale dans l’invention, cette portion aval peut être d’une valeur différente de celle de la portion amont. Notamment, il peut lui être inférieur de plus de la moitié.

Par exemple, dans un module lumineux avec une portion diffusante de glace de fermeture 6, avec une distance optimale Dp de 20 cm, une distance minimale D0 de 1 cm, la valeur de la portion amont serait de 19 cm, et la portion aval pourrait être inférieure à 9,5 cm.

En particulier, l’élément optique 10 et ses variations locales sont agencés de manière à ce que le motif propagé soit projeté sur une surface cible, qui forme l’écran, pour y former un motif lumineux, dit motif cible. Cette surface cible est visible depuis l’extérieur du dispositif lumineux 1 et est située à une distance comprise dans l’intervalle utile. La surface cible peut être aux environ de ou à la distance optimale Dp, ce qui améliore la netteté. La surface cible correspond à la surface de déplacement du véhicule, notamment une portion de la route.

D’une manière générale, pour fabriquer la surface génératrice 12, celle-ci est notamment calculée en tenant compte du motif cible que l’on souhaite afficher, de la forme de la surface cible et de son agencement par rapport aux rayons lumineux formant le motif cible, ainsi que de la répartition donnée des rayons r1 , r2, r3 à l’émission par le générateur de faisceau 3, en particulier leur incidence sur ledit générateur de caustique 10.

Selon l’invention, la répartition donnée peut correspondre à des rayons r1 , r2, r3 sensiblement parallèles, comme illustré en figures 7 à 9, sensiblement répartis globalement selon un cône d’émission 14, notamment comme avec une source lumineuse divergente, telle qu’une DEL. Cela permet d’établir plus simplement l’angle d’incidence des rayons sur ledit générateur de caustique 10, simplifiant ainsi le calcul de la surface génératrice 12.

Pour cela, il est possible de considérer que la répartition donnée est telle que pour tout plan perpendiculaire à la direction de propagation, en un point donné de ce plan, le ou les rayon(s) incident(s) en ce point provien(nen)t d’une unique direction. En effet, la répartition des rayons émis par une LED correspond sensiblement à une telle répartition donnée. Pour simplifier le calcul, il est possible de discrétiser la surface en de nombreuses surfaces élémentaires et d’assimiler ces dernières aux points mentionnés au paragraphe précédent.

Sur le véhicule, le deuxième dispositif produisant le deuxième faisceau à caustiques est monté de manière à ce que les rayons r1 , r2, r3 soient incidents sur ladite surface génératrice 12.

En particulier, le faisceau amont 14 est de préférence émis suivant une direction globale donnée par rapport à ladite surface génératrice 12.

Il est à noter que ces surfaces génératrices de caustique ne nécessitent pas une grande précision quant au positionnement du faisceau amont 14. L’assemblage est donc simplifié.

Les méthodes de calcul de cette surface génératrice 12 peuvent suivre le procédé suivant, dont un exemple est illustré aux figures 14A à 14F:

• dans une étape, dite étape amont E1 , illustrée en figure 14A, établir la relation définissant l’angle d’incidence des rayons r1 , r2, r3, r4, r5 et leur répartition en chaque point de la forme globale 13 donnée, en tenant compte de la répartition donnée des rayons r1 , r2, r3, permettant autrement dit de définir également la luminosité de chaque point au niveau de la forme globale donnée 13 sur l’élément optique

10, dit point objet p1 , p2, p3, p4, p5,

• dans une étape, dite étape aval E2, qui peut être réalisée avant, après ou en même temps que ladite étape amont E1 , définir la répartition lumineuse sur la surface cible permettant d’obtenir le motif cible, et donc définir la luminosité de chaque point de la surface cible 19, dit point cible p’1 , p’2, p’3, p'4,

• ensuite, dans une étape de corrélation E3, illustrée en figure 14B, établir une relation entre chaque point objet p1 , p2, p3, p4, p5 et chaque point cible p’1 , p’2, p’3, p'4, notamment de manière à ce que chaque point cible p’1 , p’2, p’3, p'4 recevant de la lumière soit associé à un seul ou à un ensemble de points objet p1 , p2, p3, p4, p5 permettant d’obtenir la luminosité requise en ces points pour la formation du motif,

• ensuite, dans une étape d’orientation E4/E5 des variations locales, illustrée en figures 14C à 14F, en fonction des points cibles et des points objets associés par la relation établie dans l’étape de corrélation E3, déterminer l’orientation des variations locales à appliquer à la forme globale de manière à ce que les rayons r1 , r2, r3, r4, r5 incidents sur les points objets p1 , p2, p3, p4, p5 soient déviés de manière à avoir l’orientation leur permettant d’atteindre les points cibles p’1 , p’2, p’3, p'4 associé par cette relation.

L’étape amont E1 tient compte de la répartition des rayons à leur arrivée au niveau de la forme globale donnée 13. Le cas le plus simple est celui d’un élément optique 10 formé d’une plaque transparente dont la face d’entrée 11 et la forme globale donnée 13 de la surface génératrice 12 sont planes, et avec un générateur de faisceau 3, tel que celui de la figure 9, émettant des rayons parallèles.

Dans ce cas simple, le faisceau amont 14 et l’élément optique 10 sont agencés de manière à ce que les rayons soient perpendiculaires à la face d’entrée 11 . Ces rayons ne sont donc pas déviés avant de rencontrer la surface de sortie sur laquelle est formée la surface génératrice.

Le mode de réalisation des figures 7 et 8 et des figures 14A à 14F est un cas intermédiaire où les rayons sont répartis dans un cône initial d’enveloppe du faisceau 14, puis réfractés par la face d’entrée plane, restant ainsi inscrit dans un cône, permettant une détermination aisée de l’angle d’incidence des rayons r1 , r2, r3, r4, r5 avec la forme globale 13, et donc une détermination aisée de l’angle d’incidence des rayons r1 , r2, r3, r4, r5 avec la surface génératrice 12.

Le mode de réalisation de la figure 9 est un autre cas intermédiaire où la répartition des rayons r1 , r2, r3 est initialement plus simple, puisqu’ils sont parallèles dans le faisceau amont à l’élément optique. En revanche, ils sont ensuite réfractés différemment par la face d’entrée 11 car celle-ci est courbe, par exemple cylindrique de section circulaire ou elliptique. Cependant, cette courbure étant définie, elle permet de déterminer l’orientation des rayons r1 , r2, r3 à leur arrivée au niveau de la forme globale donnée 13 de la surface génératrice 12, qui elle aussi est courbe.

Dans l’exemple illustré en figure 9, l’élément optique est une plaque transparente courbée, dont la face d’entrée 1 1 et la forme globale 13 de la surface génératrice 12 sont cylindriques.

De manière à avoir des rayons parallèles, le deuxième dispositif peut comprendre, comme en figure 9, une source de lumière, telle qu’une diode électroluminescente, et une lentille de collimation dont les dioptres permettent d’orienter les rayons parallèlement.

Des cas plus compliqués peuvent cependant être envisagés, avec des rayons répartis dans un cône d’émission, une surface d’entrée courbée, notamment cylindrique, et une surface génératrice de forme globale donnée courbée.

Il est également possible d’envisager d’autres répartitions données des rayons.

Concernant l’étape aval E2, le cas le plus simple est lorsque la surface cible 19 est plane et perpendiculaire à la direction globale d’émission des rayons à l’arrivée au niveau de la forme globale 13 de la surface génératrice 12 à calculer. Le motif cible correspond alors au motif propagé.

Dans des cas plus complexes, il faut tenir compte de l’orientation de la surface cible plane, présentant un angle avec la direction globale d’émission des rayons à l’arrivée au niveau de la surface génératrice. Néanmoins une telle détermination reste simple. Lorsque la surface cible n’est pas plane, il faut tenir compte de sa forme, notamment la définir par une équation pour déterminer la répartition lumineuse, pour pouvoir observer en projection le motif cible. Dans tous ces cas plus complexes, le motif propagé, si on le définit selon un plan perpendiculaire à la direction de propagation de celui-ci, diffère du motif cible.

Ensuite, différentes méthodes peuvent être utilisées pour réaliser l’étape de corrélation E3 entre les rayons incidents sur la forme globale 13 de la surface génératrice 12 et la répartition lumineuse sur la surface cible 19. Comme expliqué précédemment, cette étape de corrélation permet de déterminer quels points objets p1 , p2, p3, p4, p5 de la forme globale donnée 13 sont associés avec quels points cibles p’1 , p’2, p’3, p'4 de la surface cible 19.

Grâce à l’étape amont E1 on connaît l’orientation des rayons r1 , r2, r3, r4, r5 à l’arrivée au niveau de la forme globale donnée 13 de la surface génératrice 12. Par ailleurs, grâce à la corrélation entre points cibles p’1 , p’2, p’3, p'4 et points objet p1 , p2, p3, p4, p5, on détermine l’orientation des rayons r1 , r2, r3, r4, r5 au départ de cette forme globale donnée 13 pour joindre les points objets p1 , p2, p3, p4, p5 aux points cibles p’1 , p’2, p’3, p'4 avec lesquels ils sont corrélés.

Cela permet donc de réaliser l’étape d’orientation E4/E5, en calculant la variation à attribuer à la surface de sortie par rapport à cette forme globale donnée 13 en tout point de celle-ci, ce qui permet de définir la surface génératrice 12.

Une fois ce calcul réalisé, on observe donc en fonction des amplitudes des variations locales, que la surface génératrice 12 est à une distance plus ou moins grande de la forme globale donnée 13. Pour affiner le calcul de la surface génératrice 12, on peut donc réitérer les étapes amont et aval ainsi que l’étape de définition, en considérant l’arrivée des rayons et leur départ par rapport à la forme de la surface génératrice obtenue précédemment et non plus par rapport à la forme globale donnée. La précision de cette surface et donc la netteté de l’image seront améliorées avec le nombre d’itérations. Par ailleurs, cela permet également de lisser la surface génératrice.

Pour réaliser l’étape d’orientation, il est possible d’utiliser les lois de Descartes, connue également sous le nom de lois de Snell dans certains pays anglophones, ou encore sous le nom de lois de Snell-Descartes.

Ainsi, dans une sous-étape E4, illustrée en figures 14C et 14E, pour un point objet p1 , p2, p3, p4, p5 de la forme globale donnée 13 ou de la surface génératrice calculée précédemment, avec la direction d’arrivée et la direction de départ des rayons r1 , r2, r3, r4, r5, on peut déterminer la tangente t et la normale n de la surface de sortie en ce point pour que celle-ci dévie chaque rayon r1 , r2, r3, r4, r5 incident à l’arrivée selon la direction de réfraction correspondante. En déterminant, l’ensemble des normales n, encore appelées champs des normales, on détermine dans une sous-étape E5, illustrée en figures 14D et 14F, la surface génératrice 12 ayant ces normales.

Les figures 14C et 14D illustrent la réalisation de ces deux sous-étapes dans un agrandissement au niveau des points objets p1 , p2, p3, non référencés sur les figures 14C et 14D pour plus de clarté.

Les figures 14E et 14F illustrent la réalisation de ces deux sous-étapes dans un agrandissement au niveau des points objets p4, p5 non référencés sur les figures 14E et 14F pour plus de clarté.

Sur la figure 2, on peut observer les variations locales de la surface génératrice 12 par rapport à la forme globale donnée 13, plane dans cette exemple. Ces variations locales correspondent à des changements de pente, définis par la normale n et/ou la tangente t à la surface génératrice 12 au niveau de ces variations locales. Il en résulte que cette surface génératrice 12 comprend des écarts par rapport à la forme globale 13 et forme des creux et des bosses.

Pour plus de clarté les normales n et tangentes t n’ont ici été représentées que pour trois points de la surface génératrice 12, la normale et/ou la tangente sont cependant calculées pour l’ensemble des points.

L’amplitude d’une variation locale peut dans cette demande être définie comme la distance entre la variation locale et ladite forme globale 13 selon la normale en un point donné de la forme globale 13.

Si la forme globale est plane, comme en figures 7 et 8, tout point de la forme globale donnée peut être défini par une côte selon une unique direction z perpendiculaire à cette forme globale 13.

On observe, en figure 8, une amplitude minimale a1 , par convention négative car située en amont de la surface génératrice 12, et une amplitude maximale a2 en aval de la surface génératrice 12, par convention positive.

A noter que dans le procédé illustré, il est possible de discrétiser la surface en de nombreuses surfaces élémentaires et d’assimiler ces dernières aux points mentionnés p1 , p2, p3, p4, p5, p’1 , p’2, p’3, p'4. La figure 11 illustre le motif propagé 16, tel qu’il sera vu sur un écran plan, perpendiculaire à la direction de propagation et à une distance égale à ou voisine de la distance de propagation. Si la surface cible est également plane et orientée ainsi, alors ce motif propagé 16 sera également le motif cible observé sur la figure 11 . Sinon, il sera déformé.

La surface génératrice 12 ayant permis de réaliser ce motif propagé 16 est illustrée en figure 12. En raison des reliefs formés sur cette surface 12, on peut observer le motif objet 15 formé par ce relief et donc les variations locales. Ce motif objet 15, symbolisé en figure 12, correspond à une forme distordue du motif propagé 16.

Dans un cas où l’on souhaiterait également que le motif en figure 11 soit le motif cible observé par un conducteur ou un tiers observant la chaussée, le motif cible étant formé par des rayons rasants par rapport à la chaussée car provenant par exemple d’un projecteur avant, d’un feu arrière ou d’un indicateur de direction, le motif propagé devrait alors être distordu par rapport au motif cible, pour observer l’étoile sur la route telle qu’elle est représentée en figure 11 .

Selon l’invention, comme sur les figures 7 et 8, la surface génératrice 12 peut être agencée, et donc calculée, de manière à ce que, pour la majorité de la surface génératrice 12, à savoir sur des portions lisses représentant la majorité de cette surface, le passage d’une variation locale à l’autre soit lisse. C’est notamment le cas de la portion illustrée en figure 2. Dans un cas où pour le calcul, les variations locales ne sont pas considérées comme des points mais comme une petite zone de la surface génératrice, notamment une zone infinitésimale, la surface génératrice 12 peut être de plus agencée de manière à ce que, pour ces portions lisses, les variations locales soient lisses.

Notamment, une des portions lisses peut avoir une surface représentant la majorité de la surface génératrice.

Un premier exemple de méthode de calcul peut être utilisé pour calculer cette surface génératrice 12. Il s’agit de la méthode divulguée dans le document Yue et al. [1]. Ce document indique notamment les différentes étapes pour construire la surface génératrice 12 à partir d’un exemple donné, en particulier pour établir la relation entre les points de la surface génératrice 12 et ceux de la surface cible.

Ce premier exemple de méthode permet d’obtenir une surface génératrice 12 totalement lisse. Le passage d’une variation locale à l’autre est lisse.

Pour établir la relation de l’étape de corrélation, notamment comme dans cette première méthode, il est fixé comme condition d’établir une bijection entre les points objets et les points cibles. Ainsi, la totalité de la surface génératrice 12 est agencée de manière à ce que :

- chaque variation locale dévie les rayons lumineux incidents de manière à former une et une seule portion du motif cible qui soit distincte des portions du motif cible formées par les autres variations locales, et

- pour tout le motif cible, chaque portion du motif cible reçoit les rayons lumineux issus d’une et d’une seule variation locale.

Cette méthode permet de bons gradients de luminosité et une bonne résolution. Elle peut par exemple être utilisée pour réaliser la surface génératrice 12 de la figure 7.

Selon d’autres méthodes, pour améliorer le contraste et avoir des zones davantage sombres et des zones avec une luminosité maximale, il est possible d’agencer les variations locales pour que la surface génératrice 12 présente une ou plusieurs arêtes.

Selon le cas, la surface génératrice 12 comprend :

- au moins une arête délimitant des portions de la surface génératrice avec des orientations différentes de manière à générer une divergence telle que certaines zones du motif cible ne reçoivent quasiment pas de rayons, voire pas du tout, formant ainsi des zones sombres, et/ou

- au moins une arête délimitant des portions de la surface génératrice avec des orientations différentes de manière à générer une convergence telle que certaines zones du motif cible reçoivent les rayons de plusieurs variations locales et/ou de plusieurs portions de cette surface génératrice. Cela permet notamment de réaliser des motifs avec des traits lumineux ou des écritures très nets.

Pour cela, on peut par exemple utiliser une deuxième méthode de calcul pour calculer la surface génératrice 12, divulguée dans le document Schwartzburg et al. [2].

Dans cette deuxième méthode, aucune contrainte de bijection n’est utilisée dans l’étape de corrélation. Cette méthode est plus complexe mais permet d’obtenir un contraste, à savoir un ratio entre la zone claire et la zone sombre, plus élevé. Cette méthode permet en effet d’obtenir des zones plus sombres que celles de la méthode de Yue et Al [1], mentionnée précédemment. Ainsi, il est possible avec cette deuxième méthode d’obtenir des démarcations entre zone sombre et zone lumineuse plus marquées. Les portions en dehors des arêtes sont lisses, le passage d’une variation locale à l’autre y étant lisse.

Par exemple, dans les figures 14A à 14F, la méthode utilisée n’impose pas une contrainte de bijection pour établir le motif cible. A certains endroits, plusieurs points objets p4, p5 correspondent à un seul point cible p'4. Il en résulte que la surface génératrice 12 présente une discontinuité de variation de pente, correspondant à une arête sortante 18 sur la surface génératrice 12, et donc rentrante en direction des rayons incidents. Les variations locales de part et d’autre de cette arête 18 permettent de concentrer les rayons r4, r5 sur une ligne de la surface cible, par exemple pour former un trait intense net.

En dehors de cette arête 18, notamment au-dessus et au-dessous, l’étape de corrélation E3 a abouti, sans pour autant l’avoir contrainte, à une relation bijective entre les points objets correspondants p1 , p2, p3 et les points cibles correspondants p’1 , p’2, p’3.

Quelle que soit la méthode utilisée, chaque point de la surface génératrice 12 est donc associé à une amplitude qui correspond à un écart à la forme globale 13, cette amplitude étant définie selon une direction parallèle à la normale à la forme globale 13 en ce point.

Par exemple comme illustré en figure 7 et 9, on considère un plan comprenant la direction globale du faisceau de rayons incidents. On considère dans ce plan, le rectangle 17, dans lequel est circonscrit l’élément optique 10, ce rectangle 17 peut présenter un côté au moins quatre fois supérieur, notamment six fois supérieur à celui de l’amplitude de chaque variation locale par rapport à la forme globale donnée 13 au niveau de cette variation locale, donc supérieur à six fois l’amplitude maximale.

Par ailleurs, les variations locales peuvent présenter une tangente t formant un angle a avec la forme globale donnée compris entre -60 et 60 degrés, notamment entre -30 et 30 degrés.

En cumulant ces conditions de pente et d’amplitude, on arrive à des résultats optimaux, notamment en termes de contraste et de netteté, permettant notamment une propagation du motif propagé sur l’intervalle utile, en particulier à la distance optimale Dp.

A noter que plus la taille de la source lumineuse produisant le faisceau amont à l’élément optique 10 est faible par rapport à la surface génératrice 12, plus le motif projeté est proche du motif souhaité utilisé pour la construction de la surface génératrice 12. Par exemple, le côté du rectangle 17 dans lequel est circonscrit l’élément optique 10 peut être au moins dix fois supérieur, notamment trente fois, à celui d’un côté de cette source de lumière notamment lorsque cette source est une diode électroluminescente.

Les deux modes de réalisation des figures 7 à 9 visent des éléments optiques 10 fonctionnant par réfraction.

Ici la surface génératrice 12 est formée sur un élément optique 10 spécialement dédié à cet effet. Cependant elle peut également être formée sur des éléments ayant d’autres fonctions, tels qu’une glace 6 de fermeture du dispositif lumineux ou un organe, tel un élément optique réfractif ou réflectif d’un autre dispositif d’éclairage et/ou de signalisation automobile (et particulièrement avantageusement un organe du premier dispositif décrit précédemment) du système auquel le deuxième dispositif lumineux est intégré.

Par ailleurs, les figures 7 à 9 illustrent des cas où la surface génératrice 12 est sur la face de sortie de l’élément 10. Cependant cela n’est pas limitatif et d’une manière générale, l’élément optique peut présenter une surface génératrice sur la face d’entrée et/ou sur la face de sortie. Les illustrations des figures 2 à 5B donnent des exemples de fonctionnement réfractif.

Par ailleurs, l’élément optique 10 peut fonctionner par réflexion, comme dans le cas des figures 6A à 6D. L’élément optique est ici une portion de miroir dont la surface réfléchissante forme la surface génératrice 12, présentant des variations locales autour de sa forme globale plane. Ce miroir peut présenter une ou plusieurs arêtes. Ici, il y a une arête rentrante, à savoir formant le fond d’un creux, délimitant des portions de surfaces avec une orientation en vis-à-vis l’une de l’autre, ces portions-ci permettant ainsi de créer un trait lumineux intense de forme particulière sur le motif cible, non représenté.

Les mêmes méthodes de construction peuvent être appliquées à cette surface génératrice 12 réfléchissante, en tenant compte au cours des différentes étapes qu’il s’agit d’une réflexion et non d’une réfraction. Dans un tel cas, l’étape amont est simplifiée car les rayons r1 , r2, r3, r4 arrivent directement sur la surface génératrice 12 selon la répartition donnée et en repartent également directement.

La figure 13 illustre un autre exemple de système lumineux selon l’invention. Dans le cas illustré, un véhicule 1 d’axe longitudinal X est équipé de deux systèmes lumineux selon l’invention, qui sont ici intégrés respectivement au bloc 4 de feu de recul droit et au bloc 4 de feu de recul gauche.

Par exemple, ces blocs 4 comprennent chacun un boitier et une glace de fermeture du boitier correspondant, comme précédemment en figure 2. Chaque glace de fermeture comprend une portion dont le dioptre entre la glace et l’extérieur forme la surface génératrice. Chacune de ces surfaces génératrices reçoit une partie des rayons lumineux d’une source lumineuse du feu arrière correspondant. On pourrait également prévoir une source lumineuse spécialement dédiée à cette surface génératrice.

La surface génératrice de chaque bloc 4 est agencée pour générer un motif cible 3 sur la route formant un motif composé de trois triangles, ici indiquant aux véhicules suiveurs un changement de direction vers la droite, par rapport au sens de déplacement du véhicule illustré par la flèche X. Suivant une option dans laquelle la fonction de signalisation du premier dispositif est une indication de recul, le motif peut comprendre une bande rectiligne d’aide au repérage de l’encombrement du véhicule, par exemple dans une optique de manoeuvre en marche arrière, de sorte à aider le conducteur.

La figure 13 étant une vue aérienne, le motif est étiré mais sera perçu par les véhicules suivants comme moins étiré. Le motif objet, non représenté, formé par le relief de la surface génératrice correspondante présente une forme distordue de ce motif cible composé d’un ensemble de trois triangles.

Dans cet exemple, on comprend que, selon la direction de propagation, la distance du motif entre la surface génératrice et la surface cible, à savoir la route, va varier en fonction de l’assiette du véhicule 1 , par exemple s’il est chargé ou non. Ici, la surface génératrice est agencée de manière à ce que lorsque l’assiette du véhicule 1 est horizontale sur une route horizontale, la distance optimale Dp donnée est supérieure, par exemple le double, à la distance entre la surface génératrice et la route selon la direction de propagation du motif propagé. Cela permet d’avoir un motif cible net visible, quelle que soit l’orientation du véhicule 1 , notamment de son assiette. Le motif cible reste donc visible en montée, en descente, en cas de freinage ou en cas d’accélération, et quelle que soit sa charge.

L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s’étend à tous les modes de réalisation couverts par les revendications.

Liste des références citées

[1] Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita. Poisson-Based Continuous Surface Generation for Goal-Based Caustics, ACM Transactions on Graphics, Vol. 31 , No. 3, Article 31 (May 2014).

[2] Yuliy Schwartzburg, Romain Testuz, Andrea Tagliasacchi, Mark Pauly. High-contrast Computational Caustic Design, ACM Transactions on Graphics (Proceedings of ACM SIGGRAPH 2014), Vol. 33, Issue 4, Article No. 74 (July 2014).