Brevet FR2944854A1 — publié le 20101029

LAMPE COMPORTANT UN CULOT SURMONTÉ D'UNE AMPOULE À L'INTÉRIEUR DE LAQUELLE SONT DISPOSÉES DES DIODES LUMINEUSES Description Domaine technique de l'invention. La présente invention a pour objet une lampe comportant un culot surmonté d'une ampoule à l'intérieur de laquelle sont disposées des diodes lumineuses (LED). Elle a également pour objet une guirlande lumineuse et un décor lumineux équipés de telles lampes. 15 Cette invention concerne le domaine technique général de l'éclairage et plus particulièrement celui des sources lumineuses utilisant des diodes lumineuses (LED) et destinées à être montées sur des guirlandes ou des décors lumineux. État de la technique. Les diodes lumineuses ù ou diodes électroluminescentes ou LED (pour 25 l'anglais Light Emitting Diode) ù remplacent de plus en plus les lampes classiques à filaments incandescents, car elles consomment moins d'électricité et ont une durée de vie beaucoup plus longue. Dans le domaine de l'éclairage festif, on connaît des guirlandes ou des 30 décors lumineux utilisant encore des lampes à filaments. Pour éviter d'avoir à 10 20 2944854 -2 changer la structure complète de la guirlande ou celle du décor lumineux, on connaît des lampes à LED spécialement conçues pour remplacer les lampes à filaments. Ces lampes comportent généralement un culot (à vis ou à baïonnettes) surmonté d'une ampoule à l'intérieur de laquelle est disposée une 5 source lumineuse formée par des LED reliées entre-elles et connectées électriquement à une platine support, cette dernière étant elle-même connectée électriquement audit culot. Ce type de lampe à LED est par exemple décrit dans les documents brevets WO 2004/023424 (LEOTEK), US 5.463.280 (JOHNSON), US 2005/0265039 (LODHIE), USD 434.510 (LODHIE), GB 2.345.954 (CRAWFORD) ou encore DE 10.2007.038.216 (DAUNDERER). Dans ce type de lampe, toutes les LED sont fixées et accolées à la platine support. Bien que plus économiques et plus robustes que les lampes à filament classiques, ces lampes à LED n'arrivent pas à reproduire l'effet lumineux d'une lampe à filaments classique. En effet, les filaments incandescents forment habituellement des traits lumineux particulièrement rayonnants qui produisent un éclairage chaleureux. Avec les lampes à LED connues de l'art antérieur, on arrive à obtenir au mieux un point lumineux non rayonnant produisant un éclairage � froid �. Face à cet état des choses, le principal objectif de l'invention est donc de proposer une lampe à LED capable de reproduire l'effet rayonnant et chaleureux d'une lampe à filaments. Divulgation de l'invention. La solution technique proposée par l'invention est une lampe comportant 30 un culot surmonté d'une ampoule à l'intérieur de laquelle est disposée une source lumineuse, cette dernière étant formée par des diodes lumineuses 2944854 -3 reliées entre-elles et connectées électriquement à une platine support, ladite platine étant elle-même connectée électriquement audit culot. Cette lampe est remarquable en ce que : - les diodes sont agencées de manière à former un ou un `U' 5 - et les diodes sont suspendues entre des branches de connexion qui sont en saillie sur la platine support de manière à ce que lesdites diodes soient écartées de ladite platine. La demanderesse s'est en effet aperçue que ces deux caractéristiques techniques (disposition des diodes et suspension de ces dernières au-dessus 10 de la platine support) interagissent de sorte que les LED allumées forment un trait lumineux qui rayonne sensiblement de la même façon que des filaments incandescents. On obtient au final un éclairage plus chaleureux que celui produit par les lampes à LED connues de l'art antérieur. 15 Pour s'approcher au mieux de l'effet lumineux produit par une lampe à filament, les diodes sont écartées de la platine support d'une distance d'au moins 10 mm. Pour obtenir un trait lumineux particulièrement attractif, les diodes sont 20 agencées sous la forme d'au moins une série d'au moins deux diodes. Et pour éviter d'avoir des discontinuités visuelles dans le trait lumineux, les diodes sont arrangées en quinconce. 25 Pour améliorer l'effet lumineux dans le cas où les séries de diodes forment un l'angle formé par lesdites diodes est préférentiellement compris entre 20° et 45°. Selon un mode préféré de réalisation, les diodes situées aux extrémités de la source lumineuse ont leur anode ou leur cathode reliée à l'une des branches de connexion de sorte que lesdites diodes d'extrémités soient - 4 écartées de ladite platine et les autres diodes sont connectées en série entre lesdites diodes d'extrémités. Dans une variante de réalisation, l'anode et la cathode des diodes sont fixées sur une seconde platine qui est elle-même reliée à la platine support par les branches de connexion, ladite seconde platine étant écartée de ladite platine support d'une distance d'au moins 10 mm Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention permettant d'intensifier l'aspect chaleureux de l'éclairage, l'ampoule est transparente. Un autre aspect de l'invention concerne une guirlande lumineuse comportant des lampes conformes à l'une des caractéristiques précédentes. Encore un autre aspect de l'invention concerne un décor lumineux comportant des lampes conformes à l'une des caractéristiques précédentes. Description des figures. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : - la figure la est une vue schématique de face d'une lampe conforme à l'invention, - la figure lb est une vue schématique de haut de la lampe représentée sur la figure la, - la figure 1c est une vue schématique de côté de la lampe représentée sur la figure la, - 5 - la figure 2a est une vue schématique de face d'une lampe conforme à l'invention dans une variante de réalisation, - la figure 2b est une vue schématique de haut de la lampe représentée sur la figure 2a, - la figure 2c est une vue schématique de côté de la lampe représentée sur la figure 2a, - la figure 3 est une vue schématique éclatée montrant l'agencement des différents éléments constitutifs de la lampe objet de l'invention, - la figure 4a est une vue schématique de face d'une lampe conforme à l'invention dans une autre variante de réalisation, - la figure 4b est une vue schématique de haut de la lampe représentée sur la figure 4a. Modes de réalisation de l'invention. Les lampes objet de l'invention sont destinées à se substituer aux lampes à filaments classiques. Elles sont particulièrement adaptées pour remplacer des lampes à filaments que l'on trouve encore sur des guirlandes ou des décors lumineux. Elles peuvent également être employées en remplacement des lampes à filaments que l'on trouve dans tous types de luminaires. En se rapportant à la figure la, la lampe 1 objet de l'invention comporte un culot 2 surmonté d'une ampoule 3 à l'intérieur de laquelle est disposée une source lumineuse 4. Le culot 2 représenté sur les figures annexées est en métal et du type à vis, mais on pourrait tout à fait prévoir un culot à baïonnettes ou tout autre culot susceptible de s'adapter aux guirlandes ou aux décors lumineux sur lesquels la lampe 1 est destinée à être montée. 2944854 -6 L'ampoule 3 a typiquement la forme d'un globe, mais elle peut avoir toute autre forme que l'on retrouve usuellement dans les lampes à filaments : bulbe, flamme, cylindre, etc. L'ampoule 3 peut être en verre ou en plastique, les diodes formant la source lumineuse 4 dégagent une faible quantité de chaleur 5 lorsqu'elles sont illuminées. L'ampoule 3 est fixée de manière classique sur le culot 2. Elle peut être opaque (colorée ou non) ou préférentiellement transparente pour intensifier l'aspect chaleureux de l'éclairage. La source lumineuse 4 est formée par des diodes lumineuses 40a, 40b, 10 40c, 41a, 41b, 41c reliées entre-elles et connectées électriquement à une platine support 5, elles-mêmes connectées électriquement au culot 2 via des raccords électriques 20 (figure 3). Sur les figures annexées, les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont sensiblement alignées horizontalement (la platine 5 étant positionnée horizontalement), mais on pourrait prévoir de les aligner 15 sensiblement verticalement (si la platine 5 est positionnée verticalement) ou prévoir d'aligner certaines séries horizontalement et d'autres verticalement dans le but de reproduire la géométrie des filaments des lampes à filaments. Les diodes lumineuses 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont reliées entre- 20 elles en série ou en parallèle. Elles comportent une anode et une cathode reliées par un `micro-filament' alimentant une puce électronique émettrice de lumière lors du passage du courant entre ladite anode et ladite cathode. Ces diodes comportent, en outre, une enveloppe cylindrique transparente, protégeant l'anode, la cathode et le micro-filament. Cette enveloppe cylindrique, 25 colorée ou transparente, peut être surmontée d'un dôme hémisphérique convexe transparent s'étendant vers le haut. On préfère toutefois utiliser des diodes ayant un dôme concave conique et transparent, s'étendant vers le bas. Cette concavité conique a pour effet de diffuser la lumière de manière quasi multidirectionnelle, avec un angle solide de l'ordre de 360° ce qui contribue à 30 améliorer l'effet lumineux recherché c'est-à-dire reproduire le trait de lumière caractéristique d'une lampe à incandescence. 2944854 -7 La platine support 5 est préférentiellement disposée horizontale dans le culot 2, au niveau de la jonction avec l'ampoule 3, de manière à ne pas être visible. On pourrait toutefois prévoir de disposer la platine 5 verticalement dans 5 le culot 2 ou dans l'ampoule 3. La platine 5 est en pratique un circuit imprimé sur lequel sont disposées différents composants électriques et/ou électroniques permettant de correctement faire fonctionner les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c. Ces dernières peuvent fonctionner à très basse tension, typiquement à 24 Volts, mais également à 230 Volts. Selon la source de courant à laquelle 10 est reliée le culot 2 (secteur, batterie, ...), la platine 5 pourra intégrer un transformateur monté avec un redresseur. La platine 5 peut également intégrer un programmateur permettant de faire varier l'intensité lumineuse des diodes et/ou allumer différemment lesdites diodes. 15 De manière avantageuse, les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont agencées sous la forme d'une série d'au moins deux diodes sensiblement alignées. En effet, la demanderesse a constaté qu'on obtient un trait lumineux particulièrement attractif en utilisant au moins deux diodes. La série peut bien entendu comprendre un nombre supérieur de diodes pour souligner davantage 20 le trait de lumière obtenu. On pourrait également prévoir plus d'une série de manière à intensifier le trait lumineux. En tout état de cause, on arrive à obtenir un trait lumineux avec une seule série de deux diodes. En se rapportant au mode de réalisation schématisé sur les figures annexes, une série de six diodes est préférentiellement utilisée, respectivement 40a-40b-40c et 41a-41b-41c. 25 Selon le mode de réalisation schématisé sur les figures lb et 1c, les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont situées sensiblement dans un même plan horizontal. L'expression � sensiblement � est employée car lors du montage, certaines diodes peuvent être situées légèrement plus haut ou 30 légèrement plus bas que les autres. Les diodes 40a-40b-40c et 41a-41b-41c de la série peuvent être alignées, mais cela n'est pas essentiel pour obtenir l'effet 2944854 -8 lumineux recherché. On peut par exemple agencer les diodes 40a-40b-40c et 41a-41b-41c de manière à obtenir une ellipse comme cela est schématisé sur les figures lb et 2b. Une telle configuration permet de reproduire au mieux l'aspect visuel d'une lampe à filament classique. Pour éviter d'avoir des 5 discontinuités visuelles dans le trait lumineux lorsque la lampe 1 est allumée, les diodes 40a-40b-40c sont avantageusement arrangées en quinconce par rapport aux autres diodes 41a-41b-41c (figures la et 2a). En pratique, les diodes 40a-40b-40c-41a-41b-41c sont espacées de quelques millimètres. 10 Les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont suspendues entre des branches de connexion 400 qui sont en saillie sur la platine support 5 de manière à ce que l'ensemble desdites diodes soit écarté de ladite platine. Les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c ne sont donc reliées à la platine que par ces branches de connexion 400. Selon le mode préféré de réalisation 15 schématisé sur les figures annexées, on utilise deux branches de connexion 400 entre lesquelles sont suspendues les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c. On pourrait toutefois prévoir d'utiliser une seule branche de connexion suffisamment robuste pour supporter l'ensemble des diodes. On pourrait également prévoir plus de deux branches de connexion 400 pour supporter 20 l'ensemble des diodes. Les branches de connexion 400 sont de fines tiges métalliques de quelques micromètres ou millimètres de diamètre, soudées sur la platine support 5. Pour s'approcher au mieux de l'effet lumineux produit par une lampe à filament, les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont écartées de la platine support d'une distance � d � d'au moins 10 mm, préférentiellement 25 15 mm. La longueur des branches de connexion sera donc déterminée en conséquence. En pratique, les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont écartées de la platine 5 de manière à être situées sensiblement au milieu de l'ampoule 3. 30 Selon un mode préféré de réalisation représentée sur les figures annexées, les diodes 40a et 41c situées aux extrémités de la source lumineuse 2944854 -9 4 ont leur anode ou leur cathode (au choix) reliée à l'une des branches de connexion 400. Ces diodes d'extrémité 40a et 41c sont donc écartées de la platine support 5. Les autres diodes 40b, 40c, 41a, 41b sont connectées en série entre les diodes d'extrémités 40a, 41c. En pratique, les tiges de connexion 5 410 reliées aux anodes et aux cathodes des autres diodes 40b, 40c, 41a, 41b sont situées au-dessus de la platine support 5 de sorte que seules les diodes d'extrémités 40a, 41c aient leur anode ou leur cathode fixées, via les branches de connexion 400, sur la platine 5. Les tiges de connexion 410 sont espacées de la platine 5 d'une distance d'environ 5 mm, préférentiellement 10 mm. En se 10 rapportant aux figures la et 2a, les tiges de connexion 410 des diodes forment une sorte de peigne ou de râteau. Les tiges de connexion 410 sont de fines tiges métalliques de quelques micromètres ou millimètres de diamètre, soudées entre-elles et soudées aux anodes et aux cathodes des diodes 40b, 40c, 41a, 41 b. 15 L'agencement préféré des différentes diodes est maintenant décrit plus en détail en référence aux figures la et 2a, où la cathode de la première diode d'extrémité 40a est reliée à la branche de connexion 400 qui est en saillie sur la platine support 5. L'homme du métier comprendra aisément qu'un 20 raisonnement similaire s'applique dans le cas où la branche de connexion 400 est reliée à l'anode de la première diode d'extrémité 40a. La tige de connexion 410 reliée à la cathode de la première diode d'extrémité 40a est soudée sur la tige de connexion 410 reliée à l'anode de la diode 41a suivante, sans que ces tiges soient en contact de la platine 5. La diode 41a a une tige de connexion 25 410 reliée à sa cathode qui est soudée sur la tige de connexion 410 reliée à l'anode de la seconde diode 40b suivante. Là encore, ces tiges ne sont pas en contact de la platine 5. On reproduit cet agencement jusqu'à ce que la tige de connexion 410 reliée à l'anode de l'avant dernière diode 40c soit soudée sur la tige de connexion 410 reliée à la cathode de la dernière diode d'extrémité 41c. 30 L'anode de cette dernière diode 41c est reliée à la branche de connexion 400 qui est en saillie sur la platine support 5. Toutes les tiges de connexion 410 se 2944854 - 10- retrouvent ainsi au-dessus de la platine 5, sans aucun contact avec cette dernière et toutes les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c se retrouvent suspendues au dessus de ladite platine, entre les branches de connexion 400. 5 En se rapportant à un premier mode de réalisation schématisé sur les figures la, lb et 1c, les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont agencées sous la forme de deux séries formant un En pratique, ce sont les tiges de connexion 410 qui sont soudées entre-elles de manière à former un On pourrait prévoir plus de deux séries de diodes formant entre-elles un par 10 exemple lorsque les diodes sont alignées verticalement. En se rapportant à la figure 1 b, l'angle � a � formé par les diodes est préférentiellement compris entre 5° et 180°, préférentiellement entre 20° et 45°. Cette dernière plage d'angles permet de reproduire au mieux l'aspect visuel d'une lampe à filament classique. 15 En se rapportant à un second mode de réalisation schématisé sur les figures 2a, 2b et 2c, les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont agencées sous la forme de deux séries formant un `U'. Dans ce cas, ce sont les tiges de connexion 410 qui sont soudées entre-elles de manière à former un `U'. 20 Dans une variante de réalisation non représentée, on peut prévoir que l'anode et la cathode de chaque diode 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont reliées à des branches de connexion qui sont en saillie sur la platine support de sorte que lesdites diodes soient écartées de ladite platine d'une distance d'au moins 10 mm. Dans ce cas, les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c peuvent être 25 montées en série ou en parallèle. Dans une autre variante de réalisation représentée sur les figures 4a et 4b, on peut prévoir que l'anode et la cathode de chaque diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c sont fixées sur une seconde platine 50 qui est elle-même reliée à 30 la platine support 5 par les branches de connexion 400. Dans cette configuration, la seconde platine 50 est écartée de la platine support 5 d'une 2944854 -11- distance d'au moins 10 mm. Les diodes 40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c peuvent être montées en série ou en parallèle sur la seconde platine 50 et peuvent être soit du type traversant soit du type CMS. 5 Revendications1. Lampe comportant un culot (2) surmonté d'une ampoule (3) à l'intérieur de laquelle est disposée une source lumineuse (4), cette dernière étant formée par des diodes lumineuses (40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c) reliées entre-elles et connectées électriquement à une platine support (5), ladite platine étant elle-même connectée électriquement audit culot, se caractérisant par le fait que les diodes (40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c) sont agencées de manière à former un ou un `U' et par le fait que lesdites diodes sont suspendues entre des branches de connexion (400) qui sont en saillie sur la platine support (5) de manière à ce que lesdites diodes soient écartées de ladite platine. 2. Lampe selon la revendication 1, dans laquelle les diodes sont écartées de la platine support (5) d'une distance (d) d'au moins 10 mm. 3. Lampe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les diodes sont agencées sous la forme d'au moins d'une série (40a-40b-40c, 41a-41b-41c) d'au moins deux diodes sensiblement alignées. 4. Lampe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les diodes (40a-40b-40c, 41a-41b-41c) sont arrangées en quinconce. 5. Lampe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les diodes (40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c) sont agencées de manière à former un et l'angle (a) formé par lesdites diodes est compris entre 20° et 45°. 30 2944854 -13- 6. Lampe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les diodes (40a, 41c) situées aux extrémités de la source lumineuse (4) ont leur anode ou leur cathode reliée à l'une des branches de connexion (400) de sorte que lesdites diodes d'extrémités soient écartées de ladite platine et 5 dans laquelle les autres diodes (40b, 40c, 41a, 41b) sont connectées en série entre lesdites diodes d'extrémités. 7. Lampe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'ampoule (3) est transparente. 10 8. Lampe selon la revendication 1, dans laquelle l'anode et la cathode des diodes (40a, 40b, 40c, 41a, 41b, 41c) sont fixées sur une seconde platine (50) qui est elle-même reliée à la platine support (5) par les branches de connexion (400), ladite seconde platine étant écartée de ladite 15 platine support d'une distance d'au moins 10 mm. 9. Guirlande lumineuse, se caractérisant par le fait qu'elle comporte des lampes conformes à l'une des revendications 1 à 8. 20 10. Décor lumineux, se caractérisant par le fait qu'il comporte des lampes conformes à l'une des revendications 1 à 8.