Brevet FR3008774A1 — publié le 20150123

SYSTEME D'ECLAIRAGE, NOTAMMENT POUR UN ORGANE D'ECLAIRAGE DE VEHICULE AUTOMOBILE, A CARTE A CIRCUIT IMPRIME DANS LE PLAN DE LA DIRECTION D'ECLAIRAGE L'invention concerne un système d'éclairage, notamment pour un organe d'éclairage de véhicule automobile, à carte à circuit imprimé dans le plan de la direction d'éclairage. Certains systèmes d'éclairage comprennent une carte à circuit imprimé équipée de diodes électroluminescentes, appelées communément LED (light emitting diode), électriquement raccordées au circuit imprimé. Une carte à circuit imprimé, souvent désignée par l'acronyme anglais PCB (Printed Circuit Board), est un support, en général une plaque, permettant de relier électriquement un ensemble de composants électroniques entre eux, dans le but de réaliser un circuit électronique complexe. Cette plaque est plane et constituée d'un assemblage d'une ou plusieurs fines couches de cuivre séparées par un matériau isolant. Une telle plaque peut être rigide ou flexible. Dans un dispositif d'éclairage une carte, ou plaque, à circuit imprimé équipée de LED, est généralement disposée perpendiculairement à la direction d'éclairage souhaitée pour un bon rendu lumineux, la majeure partie du faisceau lumineux étant émis par les diodes dans une direction perpendiculaire à la carte à circuit imprimé. Toutefois, dans le domaine automobile et en particulier en application dans un projecteur, un tel positionnement, perpendiculaire à la direction d'éclairage impose un encombrement important au projecteur et des contraintes au design. Il existe donc un besoin pour un système d'éclairage permettant de réduire l'encombrement et de varier le design. A cet effet, l'objet de l'invention concerne un système d'éclairage, notamment pour projecteur de véhicule automobile, comprenant une plaque rigide à circuit imprimé équipée de diodes électroluminescentes, caractérisé en ce que la plaque rigide est disposée parallèlement à une direction d'éclairage prédéterminée du système d'éclairage et en ce que le système d'éclairage comprend un module optique conformé pour propager et guider les faisceaux lumineux émis par les diodes électroluminescentes de sorte que chaque faisceau lumineux sortant dudit module optique soit parallèle ou sensiblement parallèle à la direction d'éclairage. Chaque faisceau lumineux, constitué par l'ensemble des rayons lumineux issu d'une diode électroluminescente, est ainsi propagé et guidé dans la direction souhaitée. Une diode électroluminescente émet en général une pluralité de rayons lumineux dans plusieurs directions : le faisceau lumineux constitué de ces rayons présente ainsi généralement une forme conique. Dans la présente demande, la direction d'un faisceau lumineux est considérée comme la direction de l'axe de symétrie du cône délimitant le faisceau lumineux. Ainsi, le faisceau lumineux est parallèle (ou sensiblement parallèle) à une direction d'éclairage, lorsque l'axe de symétrie du cône le délimitant est parallèle (ou sensiblement parallèle) à la direction d'éclairage. L'agencement selon l'invention permet de réduire l'encombrement du système d'éclairage par rapport à un système d'éclairage dans lequel la plaque rigide à circuit imprimé est orientée perpendiculairement à la direction d'éclairage souhaitée. Ce gain en encombrement peut ainsi permettre de réduire le poids d'un organe équipé d'un tel système d'éclairage et de concevoir un tel organe avec des formes stylistiques complexes. En outre, le système d'éclairage permet d'obtenir une bonne qualité d'éclairage et notamment un éclairage homogène. Avantageusement et de manière non limitative, le système d'éclairage peut comprendre une unique plaque à circuit imprimé. Avantageusement et de manière non limitative, la plaque rigide peut être équipée de diodes électroluminescentes sur chacune de ses faces, ce qui permet de répartir l'émission des faisceaux lumineux de part et d'autre de la plaque rigide. Le positionnement du module optique par rapport aux diodes électroluminescentes peut être choisi afin de permettre au module optique de capter la majeure partie du rayonnement lumineux émis par les diodes électroluminescentes. De préférence, le module optique peut être positionné de manière à capter de 70 à 100% du rayonnement lumineux émis par les diodes électroluminescentes, de manière préférée de 80 à 100% du rayonnement, voire de 90 à 100% du rayonnement. Par exemple, le module lumineux peut ainsi être situé à une distance de l'ordre de 0,5 à 5 cm des diodes électroluminescentes. Avantageusement et de manière non limitative, le module optique peut être conformé de manière à faire suivre aux faisceaux lumineux émis par les diodes électroluminescentes un chemin formé d'une première partie perpendiculaire à la plaque rigide et d'une deuxième partie parallèle à la plaque rigide, une extrémité libre de la première partie étant positionnée en regard de diodes électroluminescentes de manière à capter lesdits faisceaux lumineux, la deuxième partie comportant une extrémité libre agencée pour laisser sortir les faisceaux lumineux sensiblement parallèlement à la direction d'éclairage. Ainsi, les faisceaux lumineux entrent dans le module optique par l'extrémité libre de la première partie et sortent du module optique par l'extrémité libre de la deuxième partie. Cette configuration « à angle droit » présente l'avantage d'être simple à réaliser. En particulier, les première et deuxième parties du module optique peuvent être reliées par une partie conformée pour réfléchir un faisceau lumineux provenant de la première partie en direction de la deuxième partie. Cette partie peut être une simple surface externe plane orientée convenablement et formant un dioptre. Dans la présente demande, par surface plane externe formant dioptre, on entend une surface externe qui n'est pas recouverte par une autre matière que celle formant le module optique et qui n'est en contact avec aucun autre matériau. Autrement dit, cette surface externe est en contact avec l'air ambiant uniquement. Un tel agencement présente l'avantage de ne pas nécessiter l'ajout ou l'intégration d'un élément déflecteur au module optique : l'élément réflecteur est formé dans le module optique, ce qui permet de réduire le coût de fabrication du module optique et de faciliter sa fabrication. La réflexion du faisceau lumineux est alors obtenue grâce à la différence de valeur entre l'indice de réfraction du matériau constituant le module optique, à l'intérieur duquel circulent les rayons lumineux à réfléchir, et l'indice de réfraction de l'air adjacent à la surface externe plane. La position de la surface plane externe par rapport aux première et deuxième parties, et notamment son orientation, peut alors être déterminée par les lois de Snell et Descartes en fonction de ces indices de réfraction, de préférence de manière à réfléchir totalement le rayonnement incident. Avantageusement et de manière non limitative, le module optique peut être formé d'au moins un élément de matériau polymère ou en verre, de préférence translucide ou transparent, apte à propager et guider un faisceau lumineux circulant à l'intérieur de son volume, notamment un faisceau lumineux émis par une diode électroluminescente. Le matériau utilisé peut être tout matériau adapté pour guider un faisceau lumineux, tel qu'un matériau de type verre ou polymère, coloré ou non, par exemple du polycarbonate ou du poly(méthylméthacrylate) (PMMA). Le module optique peut ainsi être réalisé de manière simple et sa forme peut être adaptée à l'organe destiné à recevoir le système d'éclairage. En particulier, ledit au moins un élément de matériau polymère comprend au moins une surface conformée pour réfléchir un faisceau lumineux depuis une direction sensiblement perpendiculaire à ladite plaque rigide vers une direction sensiblement parallèle à la direction d'éclairage. Cette surface peut être une surface inclinée d'un angle de 45° par rapport à la direction du faisceau lumineux incident, ladite surface étant éventuellement recouverte d'une couche apte à réfléchir ledit faisceau lumineux incident, par exemple une couche métallique. Lorsque les diodes électroluminescentes sont agencées suivant des rangées parallèles sur la plaque rigide, notamment sur une face ou sur les deux faces de la plaque, un unique élément en matériau polymère peut être prévu par rangée de diodes. L'invention n'est toutefois pas limitée à un agencement de diodes électroluminescentes particulier. Quel que soit l'agencement des diodes électroluminescentes, un ou plusieurs masques peuvent être disposés de manière à combler partiellement ou totalement un éventuel espace séparant les éléments de matériau polymère du côté du module optique par lequel sortent les faisceaux lumineux, permettant ainsi de définir une forme particulière, qui sera perçue par les utilisateurs. Ces masques permettent également de dissimuler des pièces techniques situées derrière ces masques et dont la vision depuis l'extérieur du système d'éclairage n'est pas souhaitable. Lorsque plusieurs éléments de matériau polymère sont prévus, ils sont de préférence conformés de manière à ne pas entrer en contact les uns avec les autres. Ceci permet d'améliorer le guidage des faisceaux lumineux. L'invention concerne également un organe d'éclairage de véhicule automobile équipé d'un système d'éclairage selon l'invention. Cet organe d'éclairage peut notamment être choisi parmi un projecteur pour la signalisation du véhicule et une lumière d'ambiance destinée à être située à l'intérieur de l'habitacle. De préférence, l'organe est un projecteur. Un organe d'éclairage comprend habituellement un boîtier dont une face est translucide ou transparente pour la sortie du faisceau lumineux. La plaque rigide à circuit imprimé est alors disposée à l'intérieur du boîtier et fixée à ce dernier, la direction du système d'éclairage étant telle que les faisceaux lumineux sortent par la face translucide ou transparente du boîtier. Un autre objet de l'invention concerne un véhicule automobile équipé d'au moins un système d'éclairage selon l'invention. En particulier, ledit système d'éclairage peut équiper au moins un des organes suivants : - une lumière d'ambiance située à l'intérieur de l'habitacle du véhicule, - un feu de signalisation du véhicule. Ce feu de signalisation, avant ou arrière, peut notamment être choisi parmi un feu de jour (feu s'allumant automatiquement lorsque le véhicule se met en mouvement, également connu sous l'acronyme anglais « DRL »), un feu de position, un feu de recul, un feu de brouillard, un feu clignotant, un feu stop ou tout autre feu de signalisation. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : - la figure unique est une vue en coupe et en perspective d'un projecteur de véhicule équipé d'un système d'éclairage selon l'invention. Par sensiblement parallèle, on entend une direction formant un angle d'au plus ±20° ou d'au plus ±10° avec une direction particulière. La figure unique représente un projecteur 1 pour la signalisation du véhicule, comprenant un boîtier 3 dont une face 5 est translucide ou transparente pour la sortie des faisceaux lumineux suivant une direction d'éclairage L. Cette face 5 peut adopter toute forme plane ou plus complexe comme dans l'exemple représenté. Ce projecteur 1 est équipé d'un système d'éclairage 7 lequel comprend une plaque rigide 9 à circuit imprimé équipée de diodes électroluminescentes (non représentées). Cette plaque rigide 9 est disposée à l'intérieur du boîtier 3, fixée à ce dernier par tout moyen approprié. Selon l'invention, la plaque rigide 9 est disposée parallèlement à la direction d'éclairage prédéterminée du système d'éclairage et le système d'éclairage 7 comprend un module optique 11 conformé pour propager et guider les faisceaux lumineux émis par les diodes électroluminescentes de sorte que chaque faisceau lumineux sortant dudit module optique soit sensiblement parallèle à la direction d'éclairage. Dans l'exemple représenté, la direction d'éclairage du système d'éclairage 7 est confondue avec la direction d'éclairage L du projecteur 1. Le module optique 11 est conformé de manière à faire suivre à chaque faisceau lumineux un chemin formé d'une première partie 11A perpendiculaire à la plaque rigide et d'une deuxième partie 11B parallèle à la plaque rigide, l'extrémité libre 11C de la première partie étant positionnée en regard de diodes de la plaque rigide 9, chaque faisceau lumineux sortant du module optique 11 par l'extrémité libre 11D de la deuxième partie. L'extrémité libre 11C de la première partie est par exemple une surface de réception des faisceaux lumineux émis par les LED, par exemple une surface plane sensiblement perpendiculaire aux faisceaux lumineux. De manière similaire, l'extrémité libre 11D de la deuxième partie est par exemple une surface d'émission des faisceaux lumineux, par exemple une surface plane. Dans l'exemple représenté, le module optique 11 est formé de plusieurs éléments 13A, 13B, 13C, 13D réalisés en un matériau polymère apte à propager et guider un faisceau lumineux circulant à l'intérieur de son volume. La plaque rigide 9 de l'exemple comportant des diodes électroluminescentes sur ses deux faces, deux de ces éléments 13A, 13B sont situés au-dessus de la plaque 9, les deux autres éléments 13C, 13D étant situés en-dessous de la plaque 9. Ces éléments peuvent être symétriques par rapport à la plaque 9, ou non. Dans l'exemple, les diodes électroluminescentes sont agencées suivant des rangées parallèles sur la plaque rigide 9, sur chaque face de celle-ci. Chaque première partie 11A d'un élément 13A, 13B, 13C, 13D présente ainsi une forme de plaque perpendiculaire à la plaque rigide 9, chaque deuxième partie 11B présentant également une forme de plaque parallèle à la direction d'éclairage L. Ces éléments 13A, 13B, 13C, 13D sont en outre dimensionnés pour ne pas être en contact les uns avec les autres. Dans l'exemple, des masques 15 sont en outre agencés de manière à combler l'espace séparant les deuxièmes parties 11B des éléments 13A, 13B, 13C, 13D. Un faisceau lumineux ne sort ainsi que par l'extrémité du module optique 11. Chaque élément 13A, 13B, 13C, 13D comprend une surface 11E conformée pour réfléchir un faisceau lumineux entre sa première partie 11A et sa deuxième partie 11B. Dans l'exemple, cette surface 11E est inclinée d'un angle de 45° par rapport à la direction du faisceau lumineux incident, cette direction étant perpendiculaire à la plaque rigide 9 dans l'exemple. Afin d'en améliorer les propriétés réfléchissantes, la surface 11E peut être recouverte d'une couche métallique réfléchissante. Le module optique 11 ainsi agencé permet la propagation et le guidage des faisceaux lumineux émis par les diodes électroluminescentes suivant le chemin symbolisé par les flèches représentées à l'intérieur du module optique 11 de l'exemple représenté. L'organe d'éclairage décrit en référence à la figure 1 est un projecteur de véhicule automobile. L'invention n'est toutefois en rien limitée par le type et la forme de l'organe d'éclairage, lequel peut également être un organe d'éclairage intérieur ou extérieur, pour un véhicule ou un bâtiment. Le système d'éclairage selon l'invention présente en effet l'avantage de pouvoir être utilisé dans de nombreux organes dont on cherche en particulier à réduire l'encombrement et le poids. REVENDICATIONS1. Système d'éclairage (7), notamment pour projecteur (1) de véhicule automobile, comprenant une plaque rigide (9) à circuit imprimé équipée de diodes électroluminescentes, caractérisé en ce que la plaque rigide (9) est disposée parallèlement à une direction d'éclairage (L) prédéterminée du système d'éclairage et en ce que le système d'éclairage (7) comprend un module optique (11) conformé pour propager et guider les faisceaux lumineux émis par les diodes électroluminescentes de sorte que chaque faisceau lumineux sortant dudit module optique (11) soit sensiblement parallèle à la direction d'éclairage (L). 2. Système d'éclairage (7) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque rigide (9) est équipée de diodes électroluminescentes sur chacune de ses faces. 3. Système d'éclairage (7) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le module optique (11) est conformé de manière à faire suivre aux faisceaux lumineux émis par les diodes électroluminescentes un chemin formé d'une première partie (11A) perpendiculaire à la plaque rigide (9) et d'une deuxième partie (11B) parallèle à la plaque rigide, une extrémité libre (11C) de la première partie étant positionnée en regard de diodes électroluminescentes de manière à capter lesdits faisceaux lumineux, la deuxième partie (11B) comportant une extrémité libre (11D) agencée pour laisser sortir les faisceaux lumineux sensiblement parallèlement à la direction d'éclairage (L). 4. Système d'éclairage (7) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les première et deuxième parties (11A, 11B) du module optique (11) sont reliées par une partie (11E) conformée pour réfléchir un faisceau lumineux provenant de la première partie (11A) en direction de la deuxième partie (11B). 5. Système d'éclairage (7) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le module optique (11) est formé d'au moins un élément de matériau polymère (13A, 13B, 13C, 13D), de préférence translucide ou transparent, apte à propager et guider un faisceau lumineux circulant à l'intérieur de son volume. 6. Système d'éclairage (7) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit au moins un élément en matériau polymère (13A, 13B, 13C,13D) comprend au moins une surface (11E) conformée pour réfléchir ledit faisceau lumineux depuis une direction sensiblement perpendiculaire à ladite plaque rigide (9) vers une direction sensiblement parallèle à la direction d'éclairage (L). 7. Système d'éclairage (7) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite au moins une surface (11E) est une surface inclinée d'un angle de 45° par rapport à la direction d'un faisceau lumineux incident, ladite surface étant éventuellement recouverte d'une couche apte à réfléchir ledit faisceau lumineux incident. 8. Organe d'éclairage de véhicule automobile équipé d'un système d'éclairage (7) selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Véhicule automobile équipé d'au moins un système d'éclairage (7) selon l'une des revendications 1 à 7. 10. Véhicule automobile selon la revendication 9 dans lequel ledit système d'éclairage (7) équipe au moins un des organes suivants : - une lumière d'ambiance située à l'intérieur de l'habitacle, - un feu de signalisation du véhicule.