Brevet FR2977003A1 — publié le 20121228

Module élémentaire d'éclairage et système d'éclairage correspondant La présente invention concerne un module élémentaire d'éclairage et un système d'éclairage correspondant. Le domaine technique de l'éclairage est un domaine dans lequel un soin particulier a été apporté pour améliorer le rendement et l'efficacité des moyens d'éclairage dans le cadre des économies d'énergie et de façon générale de la préservation de l'environnement tout en concevant des moyens d'éclairage qui soient les plus homogènes possible. C'est ainsi qu'à l'heure actuelle les moyens d'éclairage basés sur l'utilisation de filaments à incandescence disparaissent petit à petit au profit de l'utilisation de moyens à tubes à gaz tels que par exemple les tubes communément appelés tubes fluorescents ou autres. Une autre voie de développement de ces économies a consisté à explorer l'utilisation possible de diodes électroluminescentes et notamment de diodes 15 électroluminescentes de puissance, pour former des moyens d'éclairage. De telles diodes ont par exemple été utilisées pour former des lampes frontales et des lampes portatives. Cependant aucune solution satisfaisante n'a encore été proposée pour permettre l'utilisation de ces diodes électroluminescentes en tant que source d'éclairage utilisable 20 de façon générale et plus particulièrement par exemple pour éclairer des locaux, des bureaux ou autres. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un module élémentaire d'éclairage du type comportant au moins une diode électroluminescente de puissance, caractérisé en ce que 25 la diode est associée à des moyens optiques de conversion du faisceau lumineux de section sensiblement circulaire émis par cette diode en un faisceau lumineux d'éclairage de section sensiblement rectangulaire. Selon d'autres caractéristiques prises seules ou en combinaison : - les moyens optiques comportent une lentille de concentration associée à un 30 organe optique en forme de lentille comportant une face inférieure au moins en partie concave et cylindrique, tournée vers la diode électroluminescente pour étaler le faisceau selon une longueur et une face supérieure convexe et toroïdale, perpendiculaire à la portion concave et cylindrique de la face inférieure de celui-ci pour resserrer le faisceau suivant une largeur. Selon un autre aspect l'invention a également pour objet un système d'éclairage, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs modules élémentaires d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, associés les uns aux autres. Selon d'autres caractéristiques prises seules ou en combinaison : - il comporte une plaque de support sur laquelle sont disposées plusieurs diodes électroluminescentes disposées en rangées et en colonnes ; - il comporte une plaque de support de lentilles de concentration en regard des diodes électroluminescentes ; - il comporte une plaque de support d'organes optiques de conversion de section 10 des faisceaux lumineux en regard des diodes électroluminescentes ; - les organes optiques sont réalisés sous la forme d'une plaque unique ; et - les organes optiques sont réalisés sous la forme d'une plaque unique obtenue par moulage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée 15 uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 représente une vue en perspective éclatée d'un exemple de réalisation d'un système d'éclairage selon l'invention, la figure 2 représente une vue de côté en coupe d'une partie d'un module élémentaire d'éclairage selon l'invention, 20 les figures 3, 4 et 5 illustrent la structure et le fonctionnement de moyens optiques entrant dans la constitution d'un module selon l'invention, et la figure 6 représente une vue en perspective éclatée d'une variante de réalisation d'un système d'éclairage selon l'invention. On a en effet illustré sur ces figures et en particulier sur la figure 1, un système 25 d'éclairage qui est désigné par la référence générale 1. Ce système d'éclairage comporte trois parties en forme de plaques assemblées les unes aux autres par tous moyens appropriés et désignées par les références générales 2, 3 et 4 sur ces figures. La première partie 2 est en fait une plaque de support désignée par la référence 30 générale 5, sur laquelle sont disposées plusieurs diodes électroluminescentes de puissance, par exemple en rangées et en colonnes, dont l'une est désignée par la référence générale 6 sur ces figures. Dans l'exemple décrit sur ces figures, douze diodes électroluminescentes sont associées sur cette plaque de support 5, en étant disposées régulièrement en trois 35 rangées de quatre colonnes. Bien entendu, un nombre différent de diodes électroluminescentes et d'autres dispositions de celles-ci peuvent être envisagés. Ces diodes sont alors fixées sur la plaque et alimentées de façon classique sur cette plaque en utilisant tous moyens appropriés comme par exemple des pistes conductrices ou autres raccordées à une source d'alimentation correspondante non représentée sur ces figures. La seconde partie 3 de ce système d'éclairage est une plaque désignée par la référence générale 7, de support de lentilles de concentration des faisceaux lumineux émis par les diodes, dont l'une est par exemple désignée par la référence générale 8 sur cette figure 1, et dont chacune est placée en regard d'une diode électroluminescente 6 de la plaque de support 5. Cette plaque et ces lentilles sont réalisées en tout matériau approprié à ce type d'application. Enfin, la troisième partie 4 de ce système est également formée par une plaque par exemple 9, de support de moyens optiques de conversion de forme des faisceaux lumineux émis par les diodes électroluminescentes, pour faire passer ces faisceaux d'une section sensiblement circulaire d'émission à une section sensiblement rectangulaire d'éclairage. On sait en effet qu'une diode de ce type émet un faisceau lumineux de section sensiblement circulaire. Ces moyens optiques de conversion comportent des organes optiques comme par exemple celui désigné par la référence générale 10 sur les figures 1 à 5, en regard de chaque lentille de concentration 8 et donc de chaque diode électroluminescente de puissance 6 pour assurer la conversion de section décrite précédemment. Comme cela sera décrit plus en détails par la suite, ces organes peuvent être réalisés de différentes façons. On conçoit alors que la combinaison de plusieurs diodes électroluminescentes et des moyens optiques associés permet de combiner les faisceaux optiques résultant de chacune de celles-ci pour obtenir une source d'éclairage homogène en réalisant d'importantes économies de consommation en énergie électrique par rapport aux systèmes d'éclairage classiques connus dans l'état de la technique, tout en obtenant un éclairage satisfaisant. On a représenté sur la figure 2 de façon plus détaillée une partie d'un module d'éclairage à base de diodes électroluminescentes, selon l'invention. On reconnaît en effet sur cette figure 2, la plaque de support désignée par la référence générale 5, la diode électroluminescente désignée par la référence générale 6, la plaque de support désignée par la référence générale 7 et la lentille de concentration associée, désignée par la référence générale 8. Sur les figures 3, 4 et 5, on a illustré un exemple de réalisation des moyens optiques 10. Ceux-ci sont réalisés à base de tout matériau approprié à cette application. Ces moyens comportent alors par exemple des moyens en forme de lentille de forme générale ovoïde, dont la face inférieure 11 dirigée vers la diode électroluminescente correspondante par exemple 6 dans le cas décrit, comporte au moins une portion concave cylindrique désignée par la référence générale 12, par exemple transversale et permettant d'étaler le faisceau lumineux émis par la diode électroluminescentes correspondante, dans une direction perpendiculaire à l'axe de cette portion cylindrique, c'est-à-dire dans l'exemple décrit selon la longueur de ceux-ci. La face supérieure des moyens en forme de lentille, désignée par la référence générale 13 sur cette figure, présente quant à elle une forme convexe et toroïdale, perpendiculaire à l'axe de la partie cylindrique, ce qui permet de rétrécir le faisceau ou en tout état de cause de le resserrer dans une direction longitudinale, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe de la portion convexe de celle-ci et donc dans le sens de la largeur de ceux-ci. On conçoit alors que la combinaison de ces surfaces permet d'allonger le faisceau émis par chaque diode électroluminescente dans une direction (la longueur) et de resserrer celui-ci dans une direction perpendiculaire (la largeur) pour passer d'un faisceau lumineux de section sensiblement circulaire issu de la diode électroluminescente à un faisceau lumineux de sortie sensiblement rectangulaire, permettant d'optimiser l'éclairage et en particulier son homogénéité sur toute la surface éclairée. Un organe optique de cette nature est alors associé à chaque diode électroluminescente sur la plaque 9. Sur la figure 6, on a illustré une variante de réalisation de ces moyens optiques et sur laquelle on reconnaît toujours la plaque de support 5 avec les diodes électroluminescentes 6 et la plaque de support 7 avec les lentilles de concentration 8 en regard de ces diodes. Dans cet exemple de réalisation, les moyens optiques de conversion de la section du faisceau lumineux sont réalisés sous la forme d'une pièce unique désignée par la référence générale 14, celle-ci présentant alors sur ses faces inférieure et supérieure les formes décrites précédemment en regard des lentilles de concentration et des diodes électroluminescentes, ces formes étant venues de matière avec le reste de la plaque. Cette pièce 14 peut alors être obtenue par différentes techniques telles que par exemple par moulage ou autre. On conçoit alors qu'une telle structure de modules élémentaires d'éclairage et de système d'éclairage correspondant peut trouver de nombreuses applications dans de nombreux types de dispositifs d'éclairage, que ceux-ci soient des dispositifs d'éclairage de bureaux ou autres, tels que par exemple des lampadaires. Bien entendu, différents modes de réalisation encore peuvent être envisagés. REVENDICATIONS,1.- Module élémentaire d'éclairage du type comportant au moins une diode électroluminescente de puissance (6), caractérisé en ce que la diode est associée à des moyens optiques (8, 10) de conversion du faisceau lumineux de section sensiblement circulaire émis par cette diode (6) en un faisceau lumineux d'éclairage de section sensiblement rectangulaire. 2.- Module élémentaire d'éclairage selon la revendication, 1, caractérisé en ce que les moyens optiques comportent une lentille de concentration (8) associée à un organe optique en forme de lentille (10) comportant une face inférieure (11, 12) au moins en partie concave et cylindrique, tournée vers la diode électroluminescente (6) pour étaler le faisceau selon une longueur et une face supérieure (13) convexe et toroïdale, perpendiculaire à la portion concave et cylindrique de la face inférieure (11) de celui-ci pour resserrer le faisceau suivant une largeur. 3.- Système d'éclairage, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs modules élémentaires d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, associés les uns aux autres. 4.- Système d'éclairage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque de support (5) sur laquelle sont disposées plusieurs diodes électroluminescentes (6) disposées en rangées et en colonnes. 5.- Système d'éclairage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque de support (7) de lentilles de concentration (8) en regard des diodes électroluminescentes (6). 6.- Système d'éclairage selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque de support (9) d'organes optiques (10) de conversion de section des faisceaux lumineux en regard des diodes électroluminescentes (6). 7.- Système d'éclairage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes optiques (10) sont réalisés sous la forme d'une plaque unique (14). 8.- Système d'éclairage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les organes optiques (10) sont réalisés sous la forme d'une plaque unique (14) obtenue par moulage.