Brevet FR3007102A1 — publié le 20141219

MODULE D'ÉCLAIRAGE POUR AUTOMOBILES À HOMOGÉNÉITÉ DE LUMIÈRE À ÉVOLUTION CONTINUE La présente invention concerne le domaine de l'éclairage, en particulier de la signalisation des véhicules, notamment des véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un dispositif pour feux arrière de véhicules automobiles, conçu et agencé pour pouvoir procurer un éclairement homogène, doté d'une évolution continue de l'homogénéité dans l'espace. Les feux arrière des véhicules automobiles permettent généralement de remplir différentes fonctions d'éclairage et de signalisation du véhicule. Dans la pratique, plusieurs dispositifs optiques arrière sont généralement fixés sur la structure du véhicule, ainsi qu'éventuellement sur la porte du coffre arrière. On peut citer notamment les indicateurs de direction ou feux clignotants, les feux de stop, les feux anti-brouillard, les feux de position, les feux de stationnement, les feux de détresse et les catadioptres. La réglementation en vigueur impose, selon les types de véhicules, différents feux d'éclairage ou de signalisation. Mais, outre le volume de 20 l'ensemble des feux, les performances et l'uniformité d'éclairement des feux individuels, éventuellement regroupés sont des préoccupations majeures. On connaît à cet égard des guides de lumière destinés à homogénéiser la lumière émanant d'une LED ou à créer des éclairages avec effets de style. On connaît ainsi dans l'art antérieur des écrans auxiliaires 25 transparents dans lesquels peut se propager la lumière émise par une source de lumière auxiliaire, ces écrans étant destinés à équiper un feu, notamment arrière, d'un véhicule automobile. Des discontinuités locales prévues dans le matériau de l'écran constituent des foyers de diffusion de la lumière hors de ces écrans (voir publication de brevet français No. 2 868 506). 30 Dans la demande de brevet allemand DE 101 01 795 sont décrits des feux clignotants, notamment des clignotants avant pour véhicules automobiles, dans lesquels une source de lumière auxiliaire pour feu de position illumine un élément disposé transversalement dans l'espace entre le feu principal et la glace frontale, et procure à travers celle-ci un éclairement 35 de même direction que celle du feu principal. Dans la demande de brevet français 01 00048, publiée sous le numéro 2 819 040, est décrit un composant d'optique ou de style pour l'éclairage ou la signalisation de véhicules automobiles. Ce composant est en matériau transparent, à l'intérieur duquel des foyers de diffusion de la lumière sont situés uniquement en des endroits prédéterminés pour diffuser la lumière émise par une source associée au dispositif d'éclairage ou de signalisation concerné. Ce composant peut constituer la glace d'un projecteur de véhicule automobile, ou un insert ayant sa place dans un tel projecteur. Dans la demande de brevet allemand DE 103 11 317 est décrit un dispositif d'éclairage pour véhicule comportant un guide de lumière comprenant des structures de diffusion situées essentiellement au foyer de surfaces réfléchissantes qui laissent ainsi diffuser un éclairement homogène. Par ailleurs, le document EP 0 936 403 décrit un dispositif d'éclairage pour véhicule à moteur, en particulier pour feux de signalisation, comportant un guide de lumière allongé et conçu pour augmenter l'intensité du faisceau lumineux sous un angle donné. Les éléments optiques ajoutés pour cela se situent dans l'axe du faisceau lumineux émis par la LED. Le système comporte en outre des éléments à pans biseautés, dont les portions correspondantes doivent être agencées pour éviter la déperdition de lumière en dehors de l'angle de vision dans lequel la concentration est souhaitée, pour un éclairement directif maximal. Dans ces diverses applications et ces divers modes de réalisation d'écrans lumineux diffusant la lumière émise par au moins une LED, il peut apparaître des inhomogénéités dans la lumière diffusée, en particulier quand 25 il s'agit de guides dont peuvent être munis les rideaux ou écrans diffuseurs. Quant à l'éclairage direct par des LED de forte ou de moyenne puissance, il est désormais reconnu qu'il est aveuglant et ne devrait pas être généralisé sous cette forme. Il est donc apparu utile de chercher à améliorer l'uniformisation et/ ou 30 le rendu lumineux des dispositifs d'éclairage et de signalisation, notamment des véhicules automobiles, et/ ou à en masquer les éventuelles inhomogénéités, avec en option des effets de style, dans des conditions économiques et esthétiques avantageuses. La présente invention vise à procurer des moyens pour fournir un 35 éclairage ayant un tel rendu homogène avec évolution continue, et apportant aux utilisateurs un rendu beaucoup moins fatigant ou moins aveuglant que les éclairages par LED actuellement commercialisés, et au surplus permettant des effets de style que les dispositifs connus ne permettaient pas d'atteindre. Le nouveau dispositif d'éclairage selon l'invention, notamment 5 destiné, mais sans que cela soit limitatif, à des feux de signalisation de véhicule automobile, comporte une combinaison de moyens contenus dans un boîtier ou platine et essentiellement composés de: - au moins une LED, notamment pour feu de stop/lanterne, fixée sur un PCB, 10 - perpendiculairement audit PCB, en option un collimateur agencé au droit de ladite LED de manière à recevoir le faisceau lumineux des LED sur l'une de ses sections d'extrémité, - dans le prolongement dudit collimateur, ou perpendiculairement audit PCB en son absence, un guide de lumière entouré par un support de 15 masque dans sa partie proximale et comportant - sensiblement au niveau de l'orifice ainsi dégagé dans ledit support de masque, un élément diffuseur interposé à la jonction entre ledit collimateur et ledit guide, et - vers la partie distale dudit guide de lumière, une portion bi-matière 20 essentiellement composée d'un ensemble obtenu par surmoulage entre une portion dudit guide de dimension de section droite progressivement réduite du côté par lequel les rayons lumineux doivent sortir du dispositif, et en correspondance avec cette réduction de dimension de section droite et de manière à la combler et garder ainsi la géométrie dudit 25 guide dans cette partie, une pièce complémentaire de matériau convenant pour un guide de lumière, notamment du PMMA, mais nanochargé et/ou comportant des stries et/ou des microstries et ayant ainsi une épaisseur évolutive augmentant à mesure que l'on s'écarte de l'extrémité s'appuyant sur la LED, directement ou via ledit collimateur, et 30 - au moins un masque et/ou au moins un masque de style, ainsi que - un voyant ou face avant dudit boîtier ou platine, fermant de préférence hermétiquement celui-ci, et transparent et/ ou translucide pour permettre la diffusion à l'extérieur du faisceau de lumière sortant par l'extrémité libre et/ou une partie latérale proche de ladite extrémité libre dudit guide. Avec un tel dispositif, on obtient un éclairage remarquable, en ce sens que son intensité est d'un niveau exceptionnel, par rapport à la puissance initiale fournie par la LED, et surtout le dispositif procure une évolution continue de l'homogénéité du faisceau émis par le feu allumé par 5 l'intermédiaire du guide susdit, qui comporte une zone cristal et une zone nanochargée (avantageusement en poly(méthacrylate de méthyle), en abrégé PMMA). Plus précisément, l'éclairage issu de la LED se trouve distribué sur une zone d'éclairement secondaire graduellement homogène. Par matériau nanochargé, on entend un matériau apte à créer une 10 diffusion des rayonnements lumineux qu'il reçoit quand le feu est allumé, sous l'effet de nano- et/ou micro-inclusions appropriées. L'homme du métier est apte à effectuer des essais pour choisir, dans chaque cas d'espèce, la nature, la disposition et/ou la proportion de telles inclusions. Une variante de telles irrégularités aptes à procurer une diffusion est 15 constituée par des stries ou des microstries sur la peau extérieure de ladite pièce complémentaire du guide de lumière bi-matière susdit, sur sa face opposée à celle par laquelle s'effectue la sortie de lumière. Ledit élément diffuseur interposé entre le collimateur et le guide est de préférence en matière plastique cristal ou opalin, avantageusement en 20 PMMA ou en polycarbonate, ou même sous forme d'un film plastique ayant une épaisseur d'environ 0,5 à 0,8 mm et rendu diffuseur par des micro-inclusions et/ ou des micro-irrégularités de surface. Par le terme LED on désigne ici aussi bien et indifféremment une LED unique ou un ensemble de plusieurs LED sur un même PCB. 25 L'invention sera mieux comprise, et d'autres objectifs, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description détaillée ci-après d'une forme de réalisation ayant valeur d'exemple illustratif, non limitatif, et de modes de réalisation alternatifs ou optionnels eux-mêmes également décrits ou qui apparaîtront aisément à 30 l'homme du métier. Les modes de réalisation décrits ci-après sont fournis à titre purement illustratif et non-limitatif, notamment en référence à la planche de dessin annexée dans laquelle: Fig. 1 représente une vue en élévation d'une coupe horizontale 35 schématique médiane d'un dispositif d'éclairage selon l'invention. Elle est complétée par la vue 1A qui représente une variante agrandie de la pièce complémentaire de la partie cerclée sur la Fig. 1, et la vue 1B qui montre le détail agrandi de la pièce arrière de ladite pièce complémentaire selon cette variante de réalisation. Comme le montre la Fig. 1, dans la forme de réalisation qui y est représentée, le dispositif d'éclairage selon l'invention comprend un boîtier ou platine (1), renfermant un PCB (2), sur lequel est fixée une source lumineuse de type LED (3), tandis que perpendiculairement audit PCB et au droit de ladite LED est fixé un collimateur (4) venant s'appuyer à son autre extrémité sur un orifice de taille correspondante d'un support de masque (5), et éventuellement y être fixé. Sensiblement au niveau de cet orifice dudit support de masque, l'extrémité libre dudit collimateur est aboutée à un guide de lumière (6), en pratique de forme tubulaire rectiligne ou incurvée. Le collimateur (4) est prolongé en option par un diffuseur (7) qui s'intercale entre le collimateur (4) et le guide de lumière (6). de préférence sur des parois latérales et/ ou sur le support de masque (5) susdit sont fixés au moins un masque de forme, d'orientation et de taille appropriées pour contribuer à l'effet visuel recherché, en combinaison avec le guide de lumière (6) qui achemine le faisceau de lumière émis par la LED (3) et le collimateur (4). La face avant du feu est constituée par un voyant (10) ou vitre (en pratique, en verre ou en PMMA), qui peut être configuré pour jouer le rôle d'une lentille externe. Le diffuseur (7) est de préférence constitué par une pièce ou rondelle placée transversalement entre les extrémités communes au collimateur (4) et 25 au guide de lumière (6). Quant au guide de lumière (6), il est composé, de l'amont vers l'aval, par une première partie traditionnelle et, dans son prolongement (avec ou sans incurvation optionnelle), par une partie de section progressivement rétrécie (comme défini plus haut), mais dont la partie manquante du fait de 30 ce rétrécissement est compensée pratiquement à l'identique par une pièce (11), avantageusement surmoulée sur la précédente, en PMMA nanochargé, qui a pour effet d'augmenter progressivement l'effet diffusant du guide. Le masque de style (9), s'il est présent, est fixé sur le support de masque, dans la partie du boîtier (1) comportant le guide de lumière (6), tandis que le ou les autres masques (8) optionnels sont fixés de préférence sur une paroi latérale du boîtier (1). Le dispositif selon l'invention peut être de formes et de tailles variées. Il peut être utilisé principalement, mais non exclusivement, comme feu de 5 signalisation, notamment comme lanterne pour un véhicule automobile. REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage, notamment destiné à des feux de signalisation de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte dans un boîtier ou platine (1) une combinaison de: - au moins une LED (3), notamment pour feu de stop/lanterne, fixée sur un PCB (2), - perpendiculairement audit PCB, en option un collimateur (4) agencé au droit de ladite LED de manière à recevoir le faisceau lumineux des LED sur l'une de ses sections d'extrémité, - dans le prolongement dudit collimateur, ou perpendiculairement audit PCB en son absence, un guide de lumière (6) entouré par un support de masque (5) dans sa partie proximale et comportant - sensiblement au niveau de l'orifice ainsi dégagé dans ledit support de masque, un élément diffuseur (7) interposé à la jonction entre ledit collimateur et ledit guide, et - vers la partie distale dudit guide de lumière, une portion bimatière essentiellement composée d'un ensemble obtenu par surmoulage entre une portion dudit guide de dimension de section droite progressivement réduite du côté par lequel les rayons lumineux doivent sortir du dispositif, et en correspondance avec cette réduction de dimension de section droite et de manière à la combler et garder ainsi la géométrie dudit guide dans cette partie, une pièce complémentaire (11) de matériau nanochargé et/ ou comportant des stries et/ ou des microstries en surface, convenant pour un guide de lumière, et ayant ainsi une épaisseur évolutive augmentant à mesure que l'on s'écarte de l'extrémité s'appuyant sur la LED, directement ou via ledit collimateur, et - au moins un masque (8) et/ ou au moins un masque de style (9), ainsi que - un voyant ou face avant (10) dudit boîtier ou platine, fermant de préférence hermétiquement celui-ci, et transparent et/ ou translucide pour permettre la diffusion à l'extérieur du faisceau de2. 3. 4. 5. 25 6. 30 lumière sortant par l'extrémité libre et/ou une partie latérale proche de ladite extrémité libre dudit guide. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit guide de lumière est agencé dans le prolongement dudit PCB en l'absence de collimateur. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite zone nanochargée comporte un matériau cristal ou opalin (11) comportant des nanocharges le rendant apte à procurer une diffusion de lumière. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce complémentaire (11) comporte des stries ou des microstries sur la peau extérieure de ladite pièce complémentaire dudit guide de lumière bi-ma fière, sur sa face opposée à celle par laquelle s'effectue la sortie de lumière. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diffuseur (7) est constitué par une pièce ou rondelle placée transversalement entre les extrémités communes au collimateur (4) et au guide de lumière (6), tandis qu'il est essentiellement constitué de matière plastique cristal ou opalin, ou d'un film plastique ayant une épaisseur d'environ 0,5 à 0,8 mm et rendu diffuseur par des micro-inclusions et/ ou des micro-irrégularités. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le masque de style (9) est fixé sur le support de masque, dans la partie du boîtier (1) comportant le guide de lumière (6), tandis que le ou les autres masques (8) optionnels sont fixés de préférence sur une paroi latérale du boîtier (1).