Brevet FR2986604A1 — publié le 20130809

B-856-FR MODULE D'ÉCLAIRAGE À LED POUR FEUX ARRIÈRE DE VÉHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne le domaine de l'éclairage et de la signalisation des véhicules, notamment des véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un dispositif procurant un effet tridimensionnel (ci-après dénommé effet 3D) aux feux arrière de signalisation et/ ou d'éclairage des véhicules automobiles. Il est de plus en plus recherché de diminuer autant que possible le volume des boîtiers regroupant l'ensemble ou un sous-ensemble des feux arrière des véhicules, notamment de ceux dont la réglementation impose de doter les véhicules automobiles. Cela se trouve facilité par l'utilisation de LED à la place ou en complément des ampoules et des lampes classiques. Mais il pouvait a priori paraître contradictoire de tenter en même temps de donner une profondeur virtuelle, notamment un effet 3D, à l'éclairage émis par les boîtiers de feux arrière ayant un volume réduit. On connaît dans d'autres domaines, en particulier dans la décoration intérieure de l'univers domestique ou professionnel, des systèmes de renvoi de lumière par des miroirs disposés en vis-à-vis pour procurer une impression d'infini par les réflexions successives de l'image du lieu renvoyée par chacun des miroirs tour à tour vers l'autre. les images avec sensation d'infini ainsi obtenues utilisent des miroirs plans, entièrement réfléchissants et donnent une impression qui ne varie pas substantiellement selon que l'on se place auprès ou loin de l'un des miroirs concernés. Quant aux sources de lumière mises en jeu, elles sont toutes situées en avant de l'un au moins des miroirs, tandis que l'observateur est, quant à lui, dans un espace situé entre les deux miroirs. On a par ailleurs déjà décrit dans la demande de brevet FR 1001084 du 19.03.2010, au nom de la même demanderesse, un dispositif pour feu de signalisation de véhicules automobiles procurant un effet de relief, et consistant en une combinaison de miroirs et de miroirs semi-transparents, ainsi qu'un rideau ou un guide-rideau, constituant un ensemble de moyens grâce auquel la lumière émise par au moins une LED est répartie sur la surface du rideau et diffusée avec un effet de relief saisissant. La présente invention vise à procurer un moyen original et particulièrement compact et pratique à mettre en oeuvre, apte à procurer un effet 3D à la totalité ou à une partie de l'éclairage des feux arrière des véhicules automobiles. En option, le dispositif selon l'invention permet également d'ajouter des effets de style aux feux arrière desdits véhicules. Un autre objectif de l'invention est de procurer le maximum de fonctionnalités, dans un volume minimum avantageusement modulaire, à un ensemble de feux arrière de véhicule automobile, et d'obtenir cependant un ensemble de feux arrière procurant non seulement les éclairages et autres signalisations attendues, mais encore délivrant des images avec effet 3D. Sous un premier aspect, l'invention procure un nouveau dispositif de feux arrière pour véhicules automobiles, comportant plusieurs sources de lumière de type LED, ledit dispositif étant composé d'un module comprenant, de l'arrière vers l'avant dans le sens du ou des faisceaux lumineux sensiblement parallèles émis par lesdites LED: - une plaquette à circuits imprimés (ci-après en abrégé PCB, pour "Printed Circuit Board en anglais), comportant au moins 3 LED, et de préférence au moins 5 LED rendues fonctionnelles par des circuits imprimés appropriés et une alimentation électrique externe, - un guide de lumière, - des pièces optiques appropriées pour guider et/ ou répartir à convenance les faisceaux de l'une ou plusieurs desdites LED, - un miroir, avec ou sans des zones d'épargne, - au moins un écran semi-transparent, - ainsi qu'un boîtier optionnel pour contenir le tout dans une structure d'ensemble, de préférence étanche. Le dispositif selon l'invention peut ainsi être qualifié de premier feu "full LED modulaire", c'est-à-dire n'ayant que des LED comme sources de lumière et sous forme modulaire. Dans une forme de mise en oeuvre avantageuse de l'invention, un tel module combine au moins 2 LED associées à des moyens destinés à assurer la fonction de guide de lumière pour lanterne, et 2 LED supplémentaires oranges pour la fonction stop et/ ou 2 LED supplémentaires rouges pour la fonction clignotant et/ ou 2 LED 2 LED supplémentaires de couleur blanche pour la fonction recul, tandis que les LED pour la fonction stop et pour la fonction clignotant peuvent également être de couleur ambre. Le guide de lumière est avantageusement du type de ceux connus de l'homme du métier, ou tel que décrit dans la demande de brevet FR 0905984 5 du 11.12.2009, publié sous le numéro 2953781 Al au nom de la même demanderesse. Dans un tel dispositif, le miroir comporte au moins une épargne, c'est-à-dire au moins une partie de surface transparente ou perforée, située en regard d'au moins une LED pour fonction stop et/ ou pour fonction 10 clignotant ou de feu de recul. L'écran semi-transparent peut, quant à lui, comporter une épargne en regard de chacun des faisceaux lumineux issus des LED ou en regard de certains d'entre eux seulement. Sous la condition que le refroidissement des LED par leur face arrière 15 ne doit pas être entravé, et gagne même à être favorisé par des moyens appropriés connus de l'homme du métier, le dispositif modulaire selon l'invention présente l'avantage remarquable de pouvoir être conçu de manière à être extrêmement compact. L'invention sera mieux comprise, et d'autres objectifs, avantages et 20 caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description détaillée ci-après de modes de réalisation alternatifs ou optionnels. Ces modes de réalisation sont décrits à titre purement illustratif et non-limitatif, tandis que sont annexées à ladite description des planches de 25 dessins dans lesquelles: Fig. 1 représente une vue schématique en éclaté d'un module selon une forme de réalisation de l'invention; Fig. 2 représente un schéma illustrant les trajets de la lumière émise par des LED pour une fonction stop avec effet 3D dans un module selon 30 l'invention; Fig. 3 représente un schéma illustrant les trajets de la lumière émise par des LED pour une fonction stop sans effet 3D dans un module selon l'invention; Fig. 4 représente un schéma illustrant les trajets de la lumière émise par une LED pour une fonction lanterne avec effet 3D dans un module selon l'invention; Fig. 5 représente une vue schématique en élévation de la face 5 éclairante d'un module selon l'invention, avec visualisation d'une fonction lanterne avec effet 3D; et Fig. 6 représente une vue schématique en élévation de la face éclairante d'un module selon l'invention, avec visualisation d'une fonction stop sans effet 3D. 10 Si l'on se réfère à la Figure 1, on voit qu'un module conforme à l'invention peut comporter, hormis des éléments d'assemblage et/ ou de jonction, ainsi que les câblages et connexions non représentés, au moins une plaquette à circuits imprimés 1, au moins un guide de lumière 2, au moins deux pièces optiques de concentration de la lumière pour la fonction stop 3 15 et au moins deux pièces optiques de diffusion de la lumière pour la fonction stop 3', un miroir 4, un écran semi-transparent 5, et un boîtier d'assemblage 6. Le guide de lumière 2 pour lanterne et stop comporte avantageusement au moins deux épargnes 7, tandis que le miroir 4 comporte au moins deux épargnes 8 et que l'écran servi-transparent 5 comporte au moins deux 20 épargnes 9. Dans une forme de réalisation (voir Figure 2), la fonction stop avec effet 3D est assurée par un ensemble de 2 LED 10 combinées avec un guide de lumière ou guide-rideau orienté de manière appropriée pour permettre l'étalement du faisceau lumineux par réflexions successives entre le miroir et 25 l'écran semi-transparent. En option, d'autres LED, 10' (au nombre de 2 dans l'exemple illustré) sont affectées à la fonction lanterne. Dans une forme de réalisation alternative (voir Figure 3), la fonction stop peut ne pas présenter elle-même d'effet 3D. La lumière émise par les LED 10 traverse une optique appropriée pour sa répartition en sous- 30 faisceaux 11, qui traversent une épargne appropriée 8 du miroir 4 et une épargne appropriée 9 de l'écran semi-transparent 5. Dans une forme de réalisation des éléments du module pour la fonction lanterne (voir Figure 4), au moins une LED 10 est apte à émettre une lumière empruntant un guide de lumière 7 combiné avec un miroir 4 en 35 avant duquel est interposé un écran semi-transparent 5. Dans le cas où, comme cela est représenté sur la Figure 4, le guide de lumière n'est pas plan mais conique, elliptique, semi-elliptique, hyperbolique, spiral, spiral logarithmique, hélicoïdal, ou autre, les rayons lumineux réfléchis issus des réflexions successives convergent au point de vision de l'observateur. L'écran semi-transparent peut être muni ou non d'une ou plusieurs épargnes. Dans la vue schématique en élévation de la face éclairante d'un module selon l'invention représentée sur la Figure 5, la visualisation d'une fonction lanterne avec effet 3D est représentée, tandis que dans la vue schématique en élévation de la face éclairante d'un module selon l'invention représentée sur la Figure 6, la visualisation d'une fonction stop sans effet 3D est représentée, avec la fonction lanterne éteinte. Dans une forme de réalisation non représentée, la fonction stop peut être complétée ou remplacée par une fonction clignotant, avec une LED de couleur ambre et une électronique de commande adaptée. Le dispositif selon l'invention peut comporter des caractéristiques optionnelles ou alternatives, qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, telles que notamment: - Le boîtier comporte en outre une vitre transparente sur sa face frontale. - Les pièces optiques interposées sur le trajet des rayons lumineux entre la plaquette de circuits imprimés et le guide de lumière sont essentiellement composées de pièces optiques cristal transparent en PMMA (poly(méthacrylate de méthyle)) ou en PC (polycarbonate) munies d'éléments optiques de type prismes, recouverts ou non de surface grainées ou d'un matériau opalescent lui-même également en PMMA ou en PC, qui permettent de constituer la fonction stop, clignotant ou recul. - Les pièces optiques interposées sur le trajet des rayons lumineux entre le guide de lumière et le miroir, au droit des épargnes de celui-ci, sont essentiellement composées de pièces optiques cristal transparent en PMMA (poly(méthacrylate de méthyle)) ou en PC (polycarbonate) munies d'éléments optiques de type prismes, tandis que lesdits prismes sont des prismes collimateurs situés au droit de la LED et diffuseurs. - Des moyens pour une fonction stop sans effet 3D peuvent être prévus en complément ou à la place des moyens pour fonction stop avec effet 3D dans le dispositif selon l'invention, pour améliorer encore la sécurité au niveau des signaux stop. - Pour le guidage de la lumière émise par une LED, notamment pour la foction lanterne, on prévoit avantageusement un espace entre la platine du 5 boîtier et le miroir, de telle sorte que le guide de lumière conduisant ces rayons lumineux puisse déboucher directement en périphérie de l'espace prévu entre ledit miroir et l'écran semi-transparent (voir les Figures 2 et 4 annexées). - Si l'on choisit de laisser les rayons émis par une ou plusieurs LED 10 progresser sans effet 3D, il suffit alors de munir d'épargnes appropriées coordonnées, au droit de ces rayons, le miroir et l'écran semi-transparent. - On peut ajuster la focalisation des rayons lumineux émis par le dispositif en jouant simplement sur la géométrie du miroir, qui peut ainsi être plan, conique, elliptique, semi-elliptique, hyperbolique, spiral, spiral 15 logarithmique, hélicoïdal, ou autre. La présence d'épargnes aux endroits et dans les fonctionnalités où il en est fait mention procure une intensité lumineuse plus élevée, et confère plus de souplesse à l'ensemble en ce sens qu'elle permet de maintenir l'éclairage de la fonction concernée au-dessus de la norme le concernant, 20 même en cas de panne d'une LED. L'invention a également pour objet un feu pour véhicule automobile comportant un dispositif de feux arrière tel que décrit plus haut. Comme on le comprendra aisément, le module d'éclairage notamment pour feux arrière de véhicules automobiles se présente sous une forme 25 compacte, et néanmoins procure des intensités et des répartitions d'éclairages fonctionnels satisfaisant aux normes et même substantiellement améliorés, tandis que l'ensemble du dispositif constitue un module amovible et remplaçable en cas de besoin, particulièrement pratique et compact. La réduction de taille d'un tel dispositif est seulement conditionnée 30 par les besoins de refroidissement dus à la chaleur émise en service, sachant que l'électronique des plaquettes à circuits imprimés peut être au moins en partie détériorée par une surchauffe. REVENDICATIONS1. Dispositif de feux arrière pour véhicules automobiles, comportant plusieurs sources de lumière de type LED, caractérisé en ce que ledit dispositif est composé d'un module comprenant, de l'arrière vers l'avant dans le sens du ou des faisceaux lumineux sensiblement parallèles émis par lesdites LED: - une plaquette à circuits imprimés (1), dénommée en abrégé PCB, comportant au moins 3 LED, et de préférence au moins 5 LED, rendues fonctionnelles par des circuits imprimés appropriés et une alimentation électrique externe, - un guide de lumière (2), - des pièces optiques (3, 3') appropriées pour guider et/ ou répartir à convenance les faisceaux de l'une ou plusieurs desdites LED (10), - un miroir (4), avec ou sans des zones d'épargne (8), - au moins un écran semi-transparent (5), - ainsi qu'un boîtier optionnel (6) pour contenir le tout dans une structure d'ensemble, de préférence étanche. 20 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est sous forme modulaire et ne comporte que des LED comme sources de lumière. 25 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ledit module combine au moins 2 LED (10') associées à des moyens destinés à assurer la fonction de guide de lumière pour lanterne, et 2 LED (10) supplémentaires rouges pour la fonction stop et/ ou 2 LED supplémentaires oranges pour la fonction clignotant et/ ou 2 LED 30 supplémentaires de couleur blanche pour la fonction recul, tandis que les LED pour la fonction stop et pour la fonction clignotant peuvent également être de couleur ambre. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé 35 en ce que le miroir comporte au moins une épargne (8), située enregard d'au moins une LED pour fonction stop et/ ou pour fonction clignotant ou de fau de recul. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'écran semi-transparent comporte une épargne (9) en regard de chacun des faisceaux lumineux issus des LED ou en regard de certains d'entre eux seulement. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, hormis des éléments d'assemblage et/ ou de jonction, ainsi que des câblages et connexions classiques, au moins une plaquette à circuits imprimés (1), au moins un guide de lumière (2), au moins deux pièces optiques de concentration de la lumière pour la fonction stop (3) et au moins deux pièces optiques de diffusion de la lumière pour la fonction stop (3'), un miroir (4), un écran semi-transparent (5), et un boîtier d'assemblage (6). 7. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le guide de lumière (2) pour lanterne et stop comporte avantageusement au moins deux épargnes (7), tandis que le miroir (4) comporte au moins deux épargnes (8) et que l'écran semi-transparent (5) comporte au moins deux épargnes (9). 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fonction stop avec effet 3D est assurée par un ensemble de 2 LED (10) combinées avec un guide de lumière ou guide-rideau orienté de manière appropriée pour permettre l'étalement du faisceau lumineux par réflexions successives entre le miroir et l'écran semi-transparent, tandis que, en option, d'autres LED (10') sont affectées à la fonction lanterne. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fonction stop ne présente pas elle-même d'effet 3D, la lumière émise par les LED (10) y affectées traversant une optique appropriée pour sa répartition en sous-faisceaux (11), qui traversent une épargneappropriée (8) du miroir (4) et une épargne appropriée (9) de l'écran semi-transparent (5). 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le miroir est plan, conique, elliptique, semi-elliptique, hyperbolique, spiral, spiral logarithmique, hélicoïdal, ou autre. 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fonction stop est complétée par une fonction clignotant, avec une LED de couleur ambre et une électronique de commande adaptée. 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces optiques interposées sur le trajet des rayons lumineux entre la plaquette de circuits imprimés et le guide de lumière sont essentiellement composées de pièces optiques cristal transparent en PMMA ou en PC munies d'éléments optiques de type prismes, recouverts ou non de surfaces grainées ou d'un matériau opalescent lui-même également en PMMA ou en PC, qui permettent de constituer la fonction stop, clignotant ou recul. 13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces optiques interposées sur le trajet des rayons lumineux entre le guide de lumière et le miroir, au droit des épargnes de celui-ci, sont essentiellement composées de pièces optiques cristal transparent en PMMA ou en PC munies d'éléments optiques de type prismes, tandis que lesdits prismes sont des prismes collimateurs situés au droit de la LED et diffuseurs. 14. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit un espace entre la platine du boîtier (6) et le miroir (4) , de telle sorte que le guide de lumière conduisant les rayons lumineux puisse déboucher directement en périphérie de l'espace prévu entre ledit miroir (4) et l'écran semi-transparent (5). 15. Feu pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de feux arrière selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.