Brevet FR3048068A1 — publié le 20170825

« Système d'éclairage pour habitacle de véhicules automobiles » La présente invention est relative notamment à un système d'éclairage. Une application préférée concerne l'industrie automobile, pour l'équipement de véhicules, en particulier pour la réalisation de dispositifs susceptibles de pouvoir émettre des faisceaux lumineux, encore appelés fonctions d'éclairage, à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Le terme éclairage s'entend comme incluant la signalisation d'une partie de l'habitacle et les effets décoratifs lumineux éventuels. De manière conventionnelle, l'habitacle d'un véhicule est pourvu d'une pluralité de dispositifs d'éclairage. Par exemple, sont souvent présents un plafonnier et des liseuses. Typiquement, dans le cas du plafonnier, il est généralement possible d'activer un système d'éclairage illuminant vers le côté conducteur et, séparément, un système lumineux éclairant vers le côté passager. Autant de systèmes que de types d'éclairage souhaités sont nécessaires. Les fonctionnalités de ces systèmes éclairant sont donc limitées. L'invention cherche à améliorer la définition des faisceaux d'éclairage intérieurs dans l'habitacle de véhicules automobiles. La présente invention concerne un système d'éclairage pour habitacle de véhicule automobile. Il comprend un dispositif de projection de faisceau lumineux et un élément optique configuré pour transformer le faisceau lumineux en faisceau de sortie. Avantageusement le dispositif de projection est configuré pour émettre un faisceau lumineux pixélisé formé d'une pluralité de sous-faisceaux Ce type de système d'éclairage permet de multiplier les configurations d'éclairage à produire car la forme du faisceau est pixélisée de sorte que le faisceau peut facilement, par pilotage, être modifié. Ces modifications ne nécessitent pas de modification de l'élément optique. Par exemple, un seul système de l'invention peut servir en plafonnier à une fonction d'éclairage vers le conducteur, une fonction d'éclairage vers le passager avant, une fonction d'éclairage des passagers arrière et une fonction d'éclairage global. De manière avantageuse, seul le pilotage des pixels du faisceau est modifié entre ces différentes fonctions. Ce principe peut être aussi bien appliqué au niveau d'une poignée de confort située à proximité de la bordure supérieure d'une vitre, au niveau des pieds à la base des sièges ou au niveau des montants du toit. Ainsi, alors qu'on aurait pu a priori penser que l'emploi de faisceaux pixélisés est complexe et inadapté à des éclairages d'habitacles, l'invention permet de 3048068 2 rationaliser les installations de l'habitacle en limitant les éléments éclairant tout en démultipliant leurs fonctions. Avantageusement, le système est configuré pour que le faisceau lumineux soit choisi parmi plusieurs configurations de faisceaux correspondant chacun à une 5 combinaison différente d'activation des sous-faisceaux. L'activation des sous-faisceaux peut être un allumage ou une extinction mais aussi une variation d'intensité lumineuse ou d'autres paramètres lumineux. Chaque combinaison de sous-faisceaux peut correspondre à une fonction d'éclairage souhaitée. Suivant une possibilité, le dispositif de projection comprend une pluralité de 10 sources lumineuses chacune apte à émettre un sous-faisceau apte à participer au faisceau lumineux pixélisé. Ainsi, chaque sous-faisceau peut correspondre à une source qui est commandable en allumage et/ou en intensité. Par exemple, au moins une des sources lumineuses comprend au moins deux émetteurs lumineux élémentaires, de sorte que 15 l'on peut commander les émetteurs individuellement pour modifier le sous-faisceau correspondant. Suivant une possibilité, deux au moins des au moins deux émetteurs lumineux sont configurés pour émettre des faisceaux de couleurs différentes. Leurs participations au sous-faisceau de la source considérée peuvent ainsi être 20 complémentaires et cela peut permettre des variations, de couleurs par exemple en pilotant différemment chaque émetteur ou certains d'entre eux. Optionnellement, la au moins une des sources lumineuses qui comprend au moins deux émetteurs lumineux élémentaires est une diode électroluminescente à au moins deux puces, par exemple à au moins dix puces. Il s'agit par exemple de matrices de 2*30 puces, ou plus 25 généralement, de matrices composées de lignes et de colonnes, chaque ligne comportant aux moins 5 émetteurs lumineux élémentaires (i.e. plus petite unité lumineuse activable sélectivement), de préférence au moins 10 émetteurs lumineux élémentaires. La présente invention concerne également un véhicule équipé d'au moins un 30 système d'éclairage selon la présente invention. Il peut comprendre un tel système d'éclairage au niveau d'une poignée de confort en bordure du plafond de l'habitacle (par exemple à proximité d'une portière) et/ou un système d'éclairage en plafonnier de l'habitacle. L'invention est aussi relative à un procédé d'éclairage de l'habitacle d'un 35 véhicule. 3048068 3 Ce procédé permet ainsi d'adapter l'éclairage en fonction des besoins, sur la base d'un même système, notamment avec une seule partie optique. Une électronique de pilotage permet de préférence d'utiliser pleinement l'ensemble des degrés de liberté autorisés par la présente invention. 5 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins qui montre des cas indicatifs de réalisation de l'invention et comprenant: - la figure 1 représente une vue de principe d'un mode de réalisation de l'invention ; 10 - la figure 2 montre une possibilité d'implantation d'un système de l'invention dans l'habitacle d'un véhicule automobile ; - la figure 3 illustre l'implantation de la figure 2 en vue de profil ; - la figure 4 présente une possibilité d'intégration de l'invention dans un boitier rapportable dans un habitacle. 15 Dans la description qui suit, des numéros de référence similaires seront utilisés pour décrire des concepts similaires à travers des modes de réalisation différents de l'invention. Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites 20 en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d'autres modes de réalisation décrits à titre exemplaire et non limitatif. Le terme faisceau pixélisé ou ses équivalents a pour définition un dispositif émetteur d'un faisceau lumineux, ledit faisceau lumineux étant formé d'une pluralité de 25 sous-faisceaux lumineux, chaque sous-faisceau lumineux pouvant être piloté indépendamment des autres sous-faisceaux lumineux. Chaque sous-faisceau pilotable indépendamment forme un rayon pixélisé. Avant d'entrer dans le détail de modes de réalisation de l'invention, notamment avec l'appui des dessins, des options potentielles que l'invention peut présenter, 30 seules ou selon toutes combinaisons, sont introduites brièvement ci-après : - le dispositif de projection comprend une pluralité de sources lumineuses chacune apte à émettre un sous-faisceau apte à participer au faisceau lumineux pixélisé ; - au moins une des sources lumineuses comprend au moins deux émetteurs 35 lumineux élémentaires ; 3048068 4 - deux au moins des au moins deux émetteurs lumineux sont configurés pour émettre dans des couleurs différentes ; - la au moins une des sources lumineuses qui comprend au moins deux émetteurs lumineux élémentaires est une diode électroluminescente à au 5 moins deux puces ; - le dispositif de projection comprend, associé chaque source lumineuse, un guide d'ondes, chaque guide d'ondes comprenant un dioptre d'entrée de lumière émise par la source lumineuse associé et un dioptre de sortie de lumière transmise vers l'élément optique ; 10 - les guides d'ondes présentent une section polygonale de dimension croissante depuis le dioptre d'entrée vers le dioptre de sortie ; - l'élément optique comporte une lentille dont le dioptre d'entrée est configuré pour recevoir au moins une partie de la lumière transmise par le dioptre de sortie des guides d'ondes ; 15 - le dioptre de sortie des guides d'ondes est au contact du dioptre d'entrée de la lentille ; - l'élément optique comporte une lentille additionnelle sur le trajet de la lumière issue de la lentille ; - la lentille additionnelle est convergente ; 20 - l'élément optique comprend un réflecteur de sortie du faisceau de sortie ; - le réflecteur est plan ;. - le réflecteur est convergent ; - le système comprend des moyens de pilotage individuel des sous-faisceaux. Nous allons maintenant présenter la présente invention selon un mode de 25 réalisation particulier illustré à titre d'exemple non limitatif par les figures suivantes. La figure 1 présente un exemple de réalisation du système de l'invention de façon schématique. Le système y comprend, depuis une zone amont vers une zone aval suivant le trajet de rayons lumineux produits par le système, un dispositif de projection 1 et un élément optique 2. En lui-même, le dispositif de projection comprend 30 de préférence une partie de génération de rayons lumineux et une partie optique permettant de délivrer des rayons pixélisés adaptés à l'élément optique 2. La partie de génération de rayons lumineux comprend une pluralité de sources lumineuses 4. D'une manière générale, la présente invention peut utiliser des sources lumineuses du type diodes électroluminescentes encore communément appelées 35 LEDs. Notamment, ces LEDs peuvent être dotées d'au moins une puce apte à émettre une lumière d'intensité avantageusement ajustable selon la fonction d'éclairage à 3048068 5 réaliser. Les puces peuvent être juxtaposées perpendiculairement à la direction moyenne d'émission de la LED. Il peut y avoir plusieurs sources comme cela sera exposé plus en détail ci-après. Par ailleurs, le terme source lumineuse s'entend ici d'un ensemble, d'au moins un émetteur élémentaire telle une LED, apte à produire un flux 5 conduisant à générer en sortie du système de l'invention au moins un sous-faisceau lumineux de sortie participant à au moins une fonction souhaitée. D'autres types de sources sont aussi envisageables dans l'invention. Les OLEDs (diodes électroluminescentes organiques sont aussi comprises dans le terme LED. Dans le cas de la figure 1, chaque source 4 comprend deux émetteurs 10 élémentaires 5 (ou puces) de sorte à permettre une grande flexibilité de génération de lumière. En effet, de manière avantageuse, tout ou partie des sources peuvent fournir un sous-faisceau individuel contrôlable (donc un pixel du faisceau global) avec des paramètres lumineux variables, tels que l'intensité de chaque émetteur 5 ou encore la couleur de la source 4 par contrôle individuel des émetteurs 5. Ceux-ci émettent de 15 préférence dans des couleurs différentes. De façon à permettre une variation progressive entre deux couleurs, les sources 4 en face d'un guide de lumière sont par exemple de couleurs différentes, par exemple blanc et ambre. Le contrôle de chaque source 4 et de chaque émetteur s'entend donc non seulement d'un allumage ou d'une extinction, mais aussi d'une variation d'un 20 paramètre de la lumière émise. L'illustration fournie en figure 1 montre que les sources sont de préférence situées dans un plan, vertical dans la figure 1. Les sources 4 peuvent être organisées en réseau dans un tel plan. Les sources 4 sont par exemple alignées suivant une direction principale, ou être organisées en deux directions, par exemple avec un 25 réseau en lignes et colonnes. Toute autre configuration d'implantation des sources 4 est possible. Elles sont de préférence espacées de manière régulière, avec un même écartement, dans un plan d'implantation. Typiquement, ce plan est la surface d'une carte de support de LEDs telle que par exemple connue sous l'acronyme PCB (Printed Circuit Board pour Carte à circuits imprimés). Une telle carte est visible au repère 15 30 en figure 4. Elle peut servir au moins en partie à contrôler les sources 4 en les alimentant de manière sélective. Sur cette carte 15 ou de manière séparée, un pilotage des sources peut être implémenté, par exemple avec un processeur et des moyens de programmation d'une ou plusieurs fonctions d'éclairage différentes. Cette possibilité est montrée dans l'exemple de la figure 4 avec une carte de pilotage 16. Suivant une 35 possibilité, la carte de pilotage 16 reçoit une instruction d'activation d'une fonction d'éclairage depuis tous moyens (un bouton de pression, une commande issue du 3048068 6 tableau de bord, d'un signal généré par une interface d'ordinateur de bord, d'un capteur, par exemple d'ouverture de portière...). La carte 16 traite cette instruction en identifiant la configuration de contrôle des sources correspondantes, et en transmettant à la carte 15 des indications de configurations d'alimentation électrique des sources, 5 notamment en appliquant à chaque émetteur 5 de chaque source 4 une consigne d'alimentation. Il est avantageux de traiter optiquement les rayons émis par les sources 4. A cet effet, le dispositif 1 peut comporter une partie optique de préférence dotée d'une pluralité de guides d'ondes 6, avantageusement un guide d'ondes 6 par source 4. 10 Dans le cas de la figure 1, les guides d'ondes 6 sont une enveloppe périphérique s'évasant depuis une extrémité proximale du guide vers une extrémité distale du guide. Il peut s'agir d'une enveloppe conique ou autre. Le guide peut être en polycarbonate ou en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ou en silicone, par exemple. La section transversale du guide est de préférence polygonale, mais peut aussi être circulaire. A 15 l'extrémité proximale se situe un dioptre d'entrée 61 par lequel les rayons émis par la source 4 entrent dans le guide. Il peut s'agir d'une face du guide transversale à son enveloppe. De préférence, le guide 6 est configuré pour propager les rayons en son sein, par réflexion interne, jusqu'à un dioptre de sortie 62, au niveau de l'extrémité distale du guide. Ce dioptre peut être une face du guide transversale à son enveloppe. 20 L'élément optique recevant les rayons sortant du dispositif peut avoir une configuration variable selon l'application. Il peut comporter une fonction de déviation des rayons et/ou une fonction de focalisation ou de divergence et/ou de diffusion et/ou de diffraction et/ou de filtration (par exemple par une surface teintée...) L'élément optique 2 peut présenter plusieurs composants chacun apte à réaliser 25 une ou plusieurs fonctions optiques. Dans un cas non illustré, l'élément optique 2 peut comprendre ou consister en un capot au moins en partie transparent ou translucide, éventuellement optiquement neutre. Il peut aussi, comme en figure 1, présenter en outre une lentille 7 (au moins). Cette lentille 7 est de préférence commune à tous les dioptres 62 de sortie des guides 30 de sorte à réunir les rayons produits par toutes les sources actives. Dans les cas de la figure 1, le dioptre d'entrée de la lentille est au contact des dioptres de sorties 62, de sorte à produire un dispositif 1 compact. La lentille 7 peut être monobloc, c'est-à-dire produite d'un seul tenant, avec les guides 6. Dans la figure 1, les rayons sortent du dispositif 1 par le dioptre de sortie de la lentille 7. Celle-ci est de préférence 35 convergente et peut par exemple avoir une configuration plan convexe. Son dioptre plan peut permettre une bonne coopération avec les dioptres de sortie 62 des guides, 3048068 7 qui peuvent être plans également. On a schématisé le trajet d'un rayon dans la lentille 7 avec le repère 11a et à sa sortie avec le repère 11b. Suivant une option, l'axe optique du dispositif 1 n'est pas celui souhaité pour la sortie des rayons hors du système complet. A cet effet, l'élément optique 2 peut 5 assurer une déviation, comme c'est le cas dans la figure 1. En effet, on peut par exemple réaliser un système à la forme extérieure globale relativement allongée suivant la direction de l'axe optique du dispositif 1, placer le système parallèlement à une paroi de l'habitacle et renvoyer les rayons dans une direction de sortie voulue. Ainsi, la figure 1 montre un réflecteur 3 servant à dévier les rayons avant leur sortie. La 10 direction du rayon 11d est ainsi déviée relativement au rayon 11c reçu par le réflecteur 3. Ce dernier peut notamment être un miroir plan, ou encore concave ou convexe. La déviation peut être non limitativement de 90° +/- 30°. Suivant l'exemple de la figure 1, l'élément optique comprend aussi une lentille additionnelle 8, servant de préférence à concentrer le faisceau. Elle est par exemple 15 biconvexe. Dans la figure 1, elle est intercalée entre la lentille 7 et le réflecteur 3 et orientée selon l'axe optique de la lentille 7. Le système proposé peut être compact et facile à implanter. Les figures 2 et 3 l'illustrent avec un système fixé dans l'habitacle de sorte à équiper le pourtour 20 supérieur d'une portière, par exemple au niveau d'une poignée de confort 9. Le système de l'invention peut être intégré dans cette poignée ou sur celle-ci. Un exemple de zone éclairable 10 est schématisée ; grâce à l'invention, on peut par exemple diviser cette zone en 3 sections correspondant chacune à une fonction d'éclairage prédéfinie, impliquant chacune une activation différente des sources 4, et par 25 conséquent, des sous-faisceaux différents pour composer le faisceau d'éclairage de la fonction. On notera que le volume éclairé n'est pas forcément continu, il peut comporter plusieurs portions distinctes de l'espace. Il n'est pas exclu qu'une fonction d'éclairage soit configurée pour générer un faisceau variable au cours du temps, et par exemple périodique (l'intensité et/ou la zone éclairée variant de manière cyclique) et/ou 30 avec une phase de montée en intensité lumineuse et/ou de descente en intensité. Un cas concret est présenté en figure 4. Un boitier 12 y renferme les composants précédemment décrits, à savoir le dispositif 1, l'élément optique ici avec les lentilles 7,8 et le réflecteur 3, ainsi qu'une carte de support 15 des sources, notamment sous forme de LEDs, et une carte de pilotage 16. Des glissières peuvent recevoir ces composants 35 de manière successive suivant une direction longitudinale du système correspondant à l'axe optique du dispositif 1. La sortie des rayons est assurée dans cet exemple par 3048068 8 une zone 17, à 90° relativement à l'axe longitudinal du système. La zone 17 est par exemple une fenêtre dans le boîtier 12. Cette fenêtre peut elle-même être équipée d'une vitre 14 de protection. Enfin, un capot 13 peut clore le boîtier 12 une fois les composants montés. Les glissières bloquent en translation les composants suivant la 5 direction longitudinale et le capot 13, en coopération avec le fond opposé, du boîtier, bloque les mouvements transversaux résiduels. La périphérie du réflecteur 3 peut être montée sur un cadre. Une nervure 17 de contre-appui fait de préférence saillie sur la face interne du capot pour bloquer le réflecteur 3 par sa face arrière. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais s'étend à tout 10 mode de réalisation conforme à son esprit. REVENDICATIONS1. Système d'éclairage pour un habitacle de véhicule automobile comprenant un dispositif de projection (1) de faisceau lumineux et un élément optique (2) configuré pour transformer le faisceau lumineux en faisceau de sortie, caractérisé en ce que le dispositif de projection (1) est configuré pour émettre un faisceau lumineux pixélisé formé d'une pluralité de sous-faisceaux. 2. Système selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de projection (1) comprend une pluralité de sources lumineuses (4) chacune apte à émettre un sous-faisceau apte à participer au faisceau lumineux pixélisé. 3. Système selon la revendication précédente, dans lequel au moins une des sources lumineuses (4) comprend au moins deux émetteurs lumineux (5) élémentaires. 4. Système selon la revendication précédente, dans lequel au moins une émetteur lumineux est une émetteur de lumière à semi-conducteurs. 5. Système selon la revendication précédente, dans lequel deux au moins des au moins deux émetteurs lumineux (5) sont configurés pour émettre des faisceaux lumineux de couleurs différentes. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la au moins une des sources lumineuses (4) qui comprend au moins deux émetteurs lumineux (5) élémentaires est une diode électroluminescente à au moins deux puces, par exemple au moins dix puces. 7. Système selon l'une des revendications 2 à 6, dans lequel le dispositif de projection (1) comprend, associé à chaque source lumineuse (4), un guide d'ondes, chaque guide d'ondes (6) comprenant un dioptre d'entrée de lumière émise par la source lumineuse (4) associé et un dioptre de sortie (62) de lumière transmise vers l'élément optique (1). 8. Système selon la revendication précédente, dans lequel les guides d'ondes (6) présentent une section polygonale de dimension croissante depuis le dioptre d'entrée (61) vers le dioptre de sortie (62). 3048068 10 9. Système selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel l'élément optique (2) comporte une lentille (7) dont le dioptre d'entrée est configuré pour recevoir au moins une partie de la lumière transmise par le dioptre de sortie (62) des guides d'ondes (6). 5 10. Système selon la revendication précédente, dans lequel le dioptre de sortie (62) des guides d'ondes (6) est au contact du dioptre d'entrée de la lentille (7). 11. Système selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel 10 l'élément optique (2) comporte une lentille additionnelle (8) sur le trajet de la lumière issue de la lentille (7). 12. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément optique (2) comprend un réflecteur de sortie (3) du faisceau de sortie. 15 13. Véhicule équipé d'au moins un système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes. 14. Véhicule selon la revendication précédente, comprenant un système 20 d'éclairage au niveau d'une poignée de confort (9) en bordure du plafond de l'habitacle. 15. Véhicule selon l'une des deux revendications précédentes, comprenant un système d'éclairage en plafonnier de l'habitacle. 25