Brevet FR3023903A1 — publié le 20160122

Ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire à l'aide d'éléments de couplage assurant une liaison auto portante. Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication de modules d'éclairage à source électroluminescente (LED, OLED, ...) et des systèmes d'éclairage obtenus à l'aide de ces modules. Plus précisément, l'invention concerne une technique d'assemblage de modules d'éclairage à LED couplés entre eux notamment à l'aide de connecteurs à enfichage. Dans le domaine de l'invention, le concept de la modularité d'un système d'éclairage, en particulier à LED, est désormais bien connu pour les avantages qu'il procure, et notamment : - facilité de transport et de stockage ; - possibilité d'assemblages multiples ; - maîtrise des coûts ; - personnalisation ; Clairement, les solutions d'éclairage dites modulaires permettent aux utilisateurs de composer un dispositif d'éclairage en fonction des besoins, ce qui permet, lors de déplacements, de n'emporter que le matériel nécessaire, conduisant à limiter l'encombrement et le poids du matériel transporté. En d'autres termes, ces systèmes d'éclairage modulaire offrent la possibilité aux utilisateurs de créer des dispositifs d'éclairage unique, personnalisés en fonction des besoins en lumière, des budgets et des contraintes de place. Classiquement, avec les systèmes d'éclairage modulaire existants, il est nécessaire de recourir à une structure porteuse additionnelle ainsi qu'à des éléments de connexion électrique additionnels. Ces éléments additionnels sont nécessaires au maintien des 30 modules d'éclairage et à leur couplage entre eux, mais impliquent des contraintes pratiques qui contrebalancent les avantages de la modularité du système. A titre d'exemple, on connaît des systèmes d'éclairage modulaire utilisant des dispositifs magnétiques pour assurer l'assemblage mécanique. Une telle technique permet de procéder à l'assemblage des modules de façon rapide. Toutefois, cette solution s'avère en pratique assez peu efficace, dans la mesure où elle engendre une certaine insécurité en ce qui concerne la rigidité de la structure. En effet, les contraintes techniques créées par l'accumulation du poids des modules excèdent rapidement la force d'adhérence magnétique des aimants, ce qui conduit à la déstructuration de l'ensemble. On comprend donc que ces systèmes utilisant le principe d'assemblage magnétique sont drastiquement limités quant à l'étendue de la surface lumineuse. Il est également connu une technique d'assemblage de système d'éclairage modulaire décrit par le document de brevet publié sous le numéro EP-2 198 197. Selon la technique décrite, le système d'éclairage modulaire comprend un panneau à LED comprenant lui-même plusieurs modules d'éclairage de même type, avec des diodes électroélectroluminescentes commandées, le panneau mettant en oeuvre un cadre boîtier polygonal, préférentiellement rectangulaire, qui reçoit les modules d'éclairage et à l'intérieur duquel est disposée une platine pour recevoir les modules d'éclairage. Le panneau présente sur au moins un de ses côtés un connecteur à enfichage, prévu pour permettre un accouplement mécanique selon une liaison du type à queue d'aronde, ainsi que des tiges de contact à 25 ressort pour assurer la connexion électrique. Une telle technique entraîne donc clairement certains des inconvénients cités précédemment, à savoir : - des éléments additionnels doivent être mis en oeuvre pour assurer tant la liaison mécanique que la connexion électrique ; 30 - la structure et la forme du cadre boîtier n'offrent pas une grande flexibilité d'assemblage des panneaux ; - le nombre de pièces important pour réaliser le système d'éclairage implique des lourdeurs logistiques et des coûts de fabrication relativement importants. L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients 5 de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une technique d'assemblage de module d'éclairage à source électroluminescente qui soit simple et rapide, et qui réduit notablement le nombre de pièces à mettre en oeuvre pour obtenir une liaison mécanique 10 et électrique fiable. L'invention a également pour objectif de fournir une telle technique qui offre de grandes possibilités de modularités et de personnalisation par l'utilisateur. L'invention a aussi pour objectif de fournir une telle technique qui 15 facilite le transport des modules et qui n'engendre pas ou peu de contraintes logistiques. Un autre objectif de l'invention est fournir une telle technique qui conduise à des modules et des systèmes d'éclairage compacts. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont 20 atteints grâce à l'invention qui a pour objet un ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire, du type comprenant au moins un module d'éclairage à source électroluminescente présentant au moins une unité électroluminescente commandée, le module comprenant une plaque supportant la ou les unités électroluminescentes, la plaque 25 étant de forme polygonale dont le périmètre présente au moins trois segments, chaque segment présentant au moins un connecteur à enfichage susceptible d'assurer une liaison électrique et mécanique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire d'éléments de couplage rigides et en ce que la plaque présente au voisinage d'au moins 30 un des segments au moins une paire de moyens d'accrochage destinés à recevoir chacun un élément de couplage, les éléments de couplage et la plaque étant conçus pour assurer une liaison autoportante avec un module d'éclairage du même type. Ainsi, la technique procurée par un système d'éclairage obtenu avec un ensemble selon l'invention, apporte une grande flexibilité et une grande souplesse d'utilisation. En effet, aucune structure porteuse additionnelle n'est nécessaire pour créer des surfaces lumineuses, éventuellement de grande taille. Il est donc possible d'assembler des modules d'éclairage de tailles et/ou de formes différentes au sein d'un même système d'éclairage. Comme cela va apparaître plus clairement par la suite, il est également possible de réaliser des systèmes d'éclairage bidimensionnel ou tridimensionnel, sans réelle limite de taille. On note que la rigidité de la structure est assurée notamment par les éléments de couplage rigides associés aux modules d'éclairage à 15 LED. Avec un système d'éclairage modulaire obtenu avec un ensemble selon l'invention, l'utilisateur peut construire à façon le système d'éclairage, de façon particulièrement aisée et rapide. Selon une solution avantageuse, la plaque présente au voisinage 20 de chaque segment au moins une paire de moyens d'accrochage destinés à recevoir chacun un élément de couplage. De cette façon, on multiplie les possibilités d'assemblage avec d'autres modules, du même type ou non, augmentant par conséquent les possibilités de personnalisation par l'utilisateur. 25 Préférentiellement, les éléments de couplage comprennent des cavaliers de liaison rigides. De tels cavaliers peuvent être installés et fixés de façon particulièrement simples, ceci avec un encombrement réduit et de façon discrète d'un point de vue esthétique. 30 Selon un mode de réalisation particulier, les moyens d'accrochage comprennent des orifices au voisinage des segments, les cavaliers de liaison étant couplés par des vis vissées dans les orifices. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la plaque porte deux couches superposées : un circuit imprimé supportant la ou des unités électroluminescentes et une couche de dissipation de chaleur. On note que la plaque est réalisée dans un matériau rigide, et conçue avec une épaisseur telle qu'elle participe à la structure autoportante du système d'éclairage modulaire réalisé avec un des ensembles selon l'invention. En d'autres termes, les cavaliers sont présents du côté de la face 10 arrière de la plaque, opposée à la face avant du circuit imprimé exposant les unités électroluminescentes. Selon un mode de réalisation avantageux envisageable, le module porte des aimants. Comme cela va apparaître plus clairement par la suite, de tels 15 aimants peuvent permettre de fixer des accessoires sur la plaque, ceci en s'inscrivant dans l'approche de l'invention s'agissant d'un assemblage rapide et aisé. Selon une solution avantageuse, la plaque est surmontée par un élément de façonnage de la lumière. 20 Dans ce cas, l'élément de façonnage de la lumière est préférentiellement solidaire de pions métalliques coïncidant en position avec les aimants pour coopérer avec eux. On comprend que, de cette façon, il est aisé de mettre en place ou d'enlever l'élément de diffusion de lumière à partir du module d'éclairage 25 correspondant. Bien entendu, cette caractéristique peut être déclinée et transposée à d'autres types d'accessoires, tels que des filtres ou optiques secondaires par exemple. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 30 plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - les figures 1 à 3 illustrent de façon schématique un exemple de modules d'éclairage susceptibles de faire partie d'un ensemble selon l'invention ; - les figures 4 et 5 illustrent un exemple de réalisation d'un ensemble selon l'invention pour façonner un système d'éclairage modulaire. Tel qu'illustré par les figures 1 à 3, un module d'éclairage 1 comprend une plaque 2, en l'occurrence métallique, portant au moins une unité électroluminescente commandée. Selon le présent mode de réalisation, la plaque 2 porte une pluralité d'unités électroluminescentes 11. Par la suite de la description, ces unités électroluminescentes sont citées comme étant des diodes électroélectroluminescentes (LED), l'invention n'étant bien entendu pas limité à cette technologie. La plaque 2 est équipée, selon le présent mode de réalisation, des 15 parties constitutives suivantes : - des circuits de pilotage 12 des LED ; - un circuit de contrôle 13 ; - des circuits de supervision photométrique et colorimétrique 14; 20 - des circuits de supervision de la température 15 ; - des circuits de supervision de la tension d'alimentation 16 ; - un accéléromètre 17. De façon classique en soit, les circuits de pilotage des LED, les circuits de contrôle, les circuits de supervision et les LED elles-mêmes 25 sont reliés par les pistes 9 d'un circuit imprimé 90. Les diodes électroélectroluminescentes sont montées en face avant du module d'éclairage, selon la vue fournie par la figure 3. En face arrière du module (soit la face opposée à la face avant mentionnée précédemment), le module présente : 30 - des empreintes ou pastilles (disques de connexion électrique) avec un module du même type (permettant de proposer un ensemble éclairant de façon bidirectionnelle) ou avec un module de pilotage externe ; - un aimant 5, destiné à assurer la liaison mécanique avec un autre module du même type ou avec un module de pilotage externe. Par ailleurs, des pions 18 de positionnement en acier sont montés en force dans la plaque en traversant le circuit imprimé (dans lequel les pions sont également montés en force), solidarisant ainsi le circuit imprimé et la plaque. Le module d'éclairage présente une forme générale polygonale (la plaque support étant elle-même de forme polygonale) et présente donc un périmètre présentant au moins trois segments. Tel que cela apparaît clairement sur les figures 1 à 3, le module d'éclairage selon le mode de réalisation comprend une plaque support de 15 forme carrée, dont chaque segment présente : - un connecteur d'alimentation électrique 3 ; - deux connecteurs de données 4, de part et d'autre du connecteur d'alimentation électrique 3. On note que les connecteurs d'alimentation électrique et les 20 connecteurs de données sont des connecteurs à enfichage assurant une fonction de liaison mécanique. En outre, l'ensemble des connecteurs est de conception hermaphrodite, et permet d'assurer une liaison de deux modules entre eux soit dans le même plan soit dans deux plans orthogonaux. 25 Selon le principe de l'invention, un ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire comprend, outre un module d'éclairage à LED tel que celui qui vient d'être décrit, au moins une paire d'élément de couplage 100, 101, la plaque 2 présentant quant à elle au voisinage d'au moins un de ses segments 21 latéraux au moins une paire de 30 moyens d'accrochage 20 destinés à recevoir chacun un élément de couplage. 3023 903 8 En outre, les éléments de couplage et la plaque sont conçus pour assurer une liaison autoportante avec un module d'éclairage du même type. Selon un mode de réalisation préférentiel, chacun des segments 5 des modules d'éclairage présente une paire de moyens d'accrochage destiné à recevoir chacun un élément de couplage. Tel que cela apparaît sur la figure 4, les éléments de couplage peuvent prendre différentes formes, à savoir : - des éléments de couplage quatre points 100, prévus pour 10 assurer la liaison de quatre modules d'éclairage entre eux, au niveau des angles de chaque module ; - un élément de couplage deux points 101 prévu pour assurer la liaison entre deux modules d'éclairage, ce type d'élément de couplage étant préférentiellement prévu pour la liaison mécanique entre deux angles de modules dont les segments forment une bordure du système d'éclairage façonné. Comme le montre la figure 4, un système d'éclairage peut ainsi être façonné avec un nombre variable de modules d'éclairage, selon 20 différentes formes et dimensions envisageables. Par ailleurs, on note que les éléments de couplage quatre points 100 peuvent en outre présenter en leur centre un taraudage 103, permettant la liaison mécanique par vissage du système d'éclairage avec d'autres accessoires. Par exemple, il est possible par l'intermédiaire de 25 ces taraudages des éléments de couplage de solidariser le système d'éclairage à un trépied présentant des moyens d'accouplement prévus bien entendu pour coopérer avec le taraudage 103 des éléments de couplage correspondants. Les éléments de couplage 100, 101 sont des cavaliers de liaison 30 rigides, par exemple réalisés en un matériau métallique tel que de l'aluminium 6060, d'une épaisseur de 5 mm. Selon le mode de réalisation illustrée par les figures 4 à 5, la liaison mécanique entre la plaque support et les cavaliers de liaison est assurée de la façon suivante : - les moyens d'accrochage comprennent des orifices 104 au voisinage des segments 21, et en particulier situés aux angles de la plaque support ; - les cavaliers de liaison sont couplés par des vis 102, pour chaque point d'accouplement, vissés dans les orifices 104 correspondants. Selon un mode de réalisation avantageux, les vis 102 sont des vis captives des cavaliers de liaison. Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque 2 support porte deux couches superposées à savoir : - le circuit imprimé 90 supportant les diodes électroélectroluminescentes et sur lequel apparaissentt les pistes 9 ; - une couche de dissipation de chaleur 91, rapportée sur le circuit imprimé en face arrière de cellui-ci (une couche de transfert thermique étant intercalée entre le circuit imprimé 90 et la couche de dissipation de chaleur 91). On note que, selon ce mode de réalisation, les cavaliers de liaison sont couplés sur la plaque 2, les cavaliers et la plaque, réalisée en un matériau métallique (ou autre, tel qu'un plastique thermo-conducteur), concourant ensemble à la structure autoportante du système d'éclairage. Tel qu'illustré par la figure 1, chaque module d'éclairage peut être pourvu d'un élément de façonnage de la lumière 6 (qui peut être un élément de diffusion ou, à l'inverse, un élément de concentration de la lumière), surmontant la plaque support. Cet élément de façonnage de la lumière est encastré à l'intérieur 30 d'un cadre amovible 7 monté sur chaque module d'éclairage de façon à assurer une finition esthétique du système d'éclairage. De plus, le cadre amovible 7 porte des aimants 8 à chacun de ses angles, ces aimants étant destinés à coopérer avec les pions 18 cités précédemment (passant au travers du circuit imprimé) pour coupler le cadre amovible au circuit imprimé. Les cadres amovibles peuvent ainsi être couplés sur les circuits 5 imprimés sans outils. Les éléments de façonnage de la lumière peuvent porter un revêtement permettant de personnaliser les modules d'éclairage lumineux en fonction de l'environnement dans lequel ils sont installés. Le système d'éclairage obtenu avec l'ensemble selon l'invention 10 qui vient d'être décrit, peut prévoir la mise en oeuvre de modules d'éclairage portant des sources lumineuses monochromatiques ou polychromatiques de type LED ou OLED (diode électroélectroluminescente organique). Les diodes peuvent être pilotées individuellement ou par groupe. 15 REVENDICATIONS1. Ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire, du type comprenant au moins un module d'éclairage (1) à source électroluminescente présentant au moins une unité électroluminescente (11) commandée, le module d'éclairage comprenant une plaque (2) sup- 10 portant la ou les unités électroluminescentes, la plaque étant de forme polygonale dont le périmètre présente au moins trois segments (21), chaque segment présentant au moins un connecteur (3), (4) à enfichage susceptible d'assurer une liaison électrique et mécanique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire d'éléments de 15 couplage (100), (101) rigides et en ce que la plaque (2) présente au voisinage d'au moins un des segments au moins une paire de moyens d'accrochage (20) destinés à recevoir chacun un élément de couplage (100), (101), les éléments de couplage (100), (101) et la plaque (2) étant conçus pour assurer une liaison autoportante avec un 20 module d'éclairage du même type. 2. Ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (2) présente au voisinage de chaque segment (21) au moins une paire de moyens 25 d'accrochage (20) destinés à recevoir chacun un élément de cou- plage (100), (101). 3. Ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments de 30 couplage (100), (101) comprennent des cavaliers de liaison rigides. 4. Ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (20) comprennent des orifices (104) au voisinage des segments (21), les cavaliers de liaison étant couplés par des vis (102) vissées dans les orifices (104). 5. Ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque (2) porte deux couches superposées : un circuit imprimé (90) supportant la ou des unités électroluminescentes et une couche de dissipation de chaleur (91). 6. Ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le module d'éclairage (1) porte des pions (18) métalliques. 7. Ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le module d'éclairage (1) est surmonté par un élément de façonnage de la lumière (6). 8. Ensemble destiné à façonner un système d'éclairage modulaire selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'élément de façon- nage de la lumière est porté par un cadre amovible (7) portant des aimants (8) coïncidant en position avec les pions (18) pour coopérer avec eux.