Brevet FR3065779A1 — publié le 20181102

Titre de l'invention Dispositif lumineux pour véhicule automobile comportant une source principale de lumière associée à une OLED réfléchissante Domaine de l'invention La présente invention concerne d'une manière générale le domaine des dispositifs lumineux de signalisation pour véhicules automobiles. Arrière-plan de l'invention Les feux de signalisation (feux de position, feux de stop, indicateurs de direction, feux de recul, feux de brouillard arrière et feux de circulation diurnes) sont prévus pour émettre de la lumière en respectant des grilles photométriques réglementaires qui imposent le respect de plages d'intensité lumineuse spécifiques pour chacun des points de ces grilles. En particulier, ces feux de signalisation doivent respecter des angles de visibilité géométrique qui déterminent la zone de l'angle solide minimal dans laquelle la surface apparente du feu doit être visible (Règlement ECE 48 2.13). Cette zone est déterminée par les segments d'une sphère dont le centre coïncide avec le centre de référence du feu et dont l'équateur est parallèle au sol. Ces segments sont déterminés à partir de l'axe optique du feu : les angles horizontaux correspondent à la longitude et les angles verticaux à la latitude. A l'intérieur de ces angles de visibilité géométrique, il ne doit pas y avoir d'obstacle à la propagation de la lumière à partir d'un point quelconque de la surface apparente du feu observée depuis l'infini. Ce règlement est particulièrement exigeant concernant les angles horizontaux que doivent respecter les feux de position et les indicateurs de direction, à savoir 45° côté interne et 80° côté externe. Pour des questions de baisse de consommation d'énergie électrique, d'augmentation de la durée de vie et de liberté de style, il est désormais courant d'utiliser, comme alternative aux ampoules 3065779 2 classiques à incandescence, des diodes lumineuses de type laser ou électroluminescentes (ces dernières étant plus communément désignées sous l'acronyme anglais « LEDs »). Il est ainsi connu, notamment de la demande de brevet française 5 FR 3 014 787, d'associer une pluralité de telles diodes à un guide de lumière de type plat (plus communément désigné sous l'appellation anglaise « flat guide ») logé à l'intérieur du boîtier et apte à transférer les rayons lumineux qui alimentent sa surface d'entrée vers une face avant de sortie située en regard de ladite glace de couverture. 10 Afin de satisfaire la grille photométrique réglementaire, un tel guide de lumière doit ainsi être pourvu sur sa face avant ou arrière d'éléments optiques aptes à étaler horizontalement et verticalement les flux lumineux relativement directifs émis par ces diodes. Malgré tout, le respect des angles minimaux de visibilité 15 géométrique pour ce type de feux de signalisation demeure particulièrement délicat à obtenir avec des sources ponctuelles telles que des LEDs, en particulier dans le plan horizontal. Depuis peu, il est également connu d'utiliser des sources lumineuses dites surfaciques, c'est-à-dire des sources dont la surface 20 effective d'émission de lumière présente des dimensions largement supérieures à l'épaisseur de ces sources. En particulier, ces dernières années ont vu l'émergence des diodes électroluminescentes organiques (OLED) qui permettent de réaliser certaines fonctions de signalisation, comme par exemple la 25 fonction feu de position (ou lanterne), en satisfaisant aux angles de vision réglementaires tout en offrant une grande liberté de style aux constructeurs automobiles. Toutefois, la puissance lumineuse actuelle de ces OLEDs demeure inférieure à celle requise réglementairement pour assurer d'autres types 30 de fonctions de signalisation telles que la fonction feu de STOP ou la fonction indicateur de changement de direction. Afin de palier à cet inconvénient, la demande de brevet FR 2 957 133 propose un dispositif lumineux pour véhicule automobile associant une source lumineuse principale composée par exemple de 3065779 3 plusieurs LEDs à une source lumineuse surfacique auxiliaire formée par une OLED. La source lumineuse principale permet d'assurer l'essentiel (voire même l'intégralité) de la photométrie réglementaire de ces fonctions de 5 signalisation, tandis que l'OLED réalise la signature visuelle du dispositif toute en fournissant un éclairage de fond entourant celui plus puissant et localisé des LEDs. Ce fort contraste de luminance entre ces différentes zones lumineuses d'un tel dispositif s'avère cependant particulièrement gênant 10 pour les occupants d'un véhicule suiveur, notamment dans un contexte d'embouteillage où les véhicules sont particulièrement proches les uns des autres. Objet et résumé de l'invention 15 La présente invention vise à améliorer les performances d'un tel dispositif lumineux combinant une source de lumière principale et une source de lumière surfacique auxiliaire de type OLED. Elle propose à cet effet un dispositif lumineux pour véhicule automobile comportant une source principale de lumière et une source 20 auxiliaire surfacique de lumière constituée par une diode électroluminescente organique (OLED) ; caractérisé en ce que ladite OLED comporte une couche réfléchissante, ladite source principale de lumière étant en outre agencée de sorte que les rayons lumineux qu'elle émet soient réfléchis 25 par ladite OLED. Le dispositif lumineux selon l'invention, en dirigeant les rayons lumineux de plus forte intensité émis par la source principale de lumière vers l'OLED afin qu'ils y soient réfléchis, permet d'homogénéiser sa luminance de sorte à améliorer sensiblement le confort visuel des 30 occupants du véhicule suiveur. Selon des caractéristiques préférées du dispositif lumineux selon l'invention, prises seules ou en combinaison : - ladite OLED est apte à adopter au moins une configuration dans laquelle elle présente un profil incurvé dont la concavité est 3065779 4 tournée vers ladite source principale de lumière, de sorte à concentrer les rayons lumineux émis par ladite source principale de lumière et se réfléchissant sur cette OLED ; - ladite OLED présente dans la au moins dite configuration 5 incurvée un profil à section sensiblement parabolique avec ladite source lumineuse principale qui est disposée au niveau du foyer de ladite OLED ; - ladite OLED présente dans la au moins dite configuration incurvée un profil à section sensiblement ellipsoïdale avec ladite source 10 lumineuse principale qui est disposée au niveau d'un premier foyer de ladite OLED ; - ledit dispositif comporte en outre un concentrateur optique agencé de sorte que son foyer se confonde avec le second foyer de ladite OLED lorsque cette dernière occupe la au moins dite configuration 15 incurvée ; - ladite OLED est flexible, ledit dispositif comportant en outre des moyens électromécaniques aptes à coopérer avec au moins une portion de ladite OLED pour entrainer sa déformation ; - lesdits moyens électromécaniques comportent un actionneur 20 comprenant un piston monté mobile à coulissement dans une chemise et dont l'extrémité libre saillant de ladite chemise est couplée à un deuxième bord de ladite OLED, opposé audit premier bord fixe ; - ledit dispositif comporte en outre un support incurvé rigide sur lequel ladite OLED est montée par l'intermédiaire d'une pluralité 25 d'actionneurs électromécaniques intercalés entre ledit support et ladite OLED, chacun des dits actionneurs étant apte à entrainer une déformation locale de la surface de ladite OLED ; et/ou - ladite source principale de lumière comporte au moins une diode électroluminescente ou laser. 30 L'invention vise également sous un deuxième aspect, un bloc optique de signalisation comportant au moins un tel dispositif lumineux. 3065779 5 Brève description des dessins L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée de plusieurs exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins 5 annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en section selon un plan horizontal d'un bloc optique de signalisation comportant un dispositif lumineux selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en section selon un 10 plan horizontal d'un bloc optique de signalisation comportant un dispositif lumineux selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique en section selon un plan horizontal d'un bloc optique de signalisation comportant un 15 dispositif lumineux selon un troisième mode de réalisation de l'invention, et sur laquelle l'OLED de type flexible occupe sa configuration plane de repos ; - la figure 4 représente une vue similaire à la figure 2 mais sur laquelle l'OLED occupe sa configuration incurvée ; et 20 - la figure 5 est une vue schématique en section selon un plan horizontal d'un bloc optique de signalisation comportant un dispositif lumineux selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. 25 Description détaillée de plusieurs modes préférés de réalisation La figure 1 représente un bloc optique de signalisation 1 pour véhicule automobile. Dans la description qui va suivre et par convention, les termes « longitudinal » « latéral » et « transversal » seront définis par rapport 30 à la position de montage d'un tel bloc optique sur un véhicule. Le bloc optique de signalisation 1 comporte un boîtier 2 présentant une ouverture de sortie pour les rayons lumineux qui est 3065779 6 refermée de manière étanche par une glace de couverture transparente 3. Le bloc optique 1 comporte également un dispositif lumineux 10 logé dans la cavité délimitée par le boîtier 2 et la glace de couverture 3. 5 Ce dispositif lumineux 10 comprend une source principale de lumière 11 permettant d'assurer l'essentiel (voire même l'intégralité) de la photométrie réglementaire de certaines fonctions de signalisation telles que le feu de STOP, le feu indicateur de changement de direction ou encore le feu de brouillard. 10 Cette source principale de lumière comprend en l'espèce au moins une diode de type électroluminescente (LED) ou laser 11. Le dispositif lumineux 10 comprend en outre une source lumineuse surfacique auxiliaire 12 constituée par une diode électroluminescente organique (OLED pour « Organic Light Emitting Diode » en anglais). 15 La structure de base d'une telle diode électroluminescente organique (OLED) consiste à superposer plusieurs couches de matériaux organiques entre deux couches formant électrodes dont l'une (généralement l'anode) est apposée sur un substrat. Les couches minces organiques comportent typiquement une 20 couche conductrice à trous (HTL pour « Hole Transport Layer » en anglais) déposée sur l'anode composée d'oxyde indium-étain (ITO), une couche émettrice (EL pour « Emission Layer » en anglais) contenant un colorant et une couche conductrice d'électrons (ETL pour « Electron Transport Layer » en anglais). 25 Le fonctionnement des OLED est basé sur le principe de l'électroluminescence. En appliquant une tension électrique appropriée, les électrons et les trous sont injectés dans la couche EL à partir de la cathode et de l'anode. Les électrons et les trous dérivent les uns vers les autres et se 30 combinent dans cette couche EL pour former des excitons dont la désagrégation fournit l'énergie d'excitation de la molécule de colorant provoquant son électroluminescence. La couleur de la lumière émise dépend de l'écart d'énergie entre l'état excité et l'état de base et peut donc être modifiée en utilisant d'autres molécules de colorant. 3065779 7 Les matériaux de transfert de charges, la couche d'émission et le choix des électrodes sont des paramètres fondamentaux qui déterminent les performances et l'efficacité de l'OLED. Les couches organiques de l'OLED 12 reposent en l'espèce sur un 5 substrat rigide (par exemple, en plastique, métal ou verre) fixé au boîtier 2 par l'intermédiaire d'un support 13 et présentant un profil incurvé à section sensiblement parabolique dont la concavité est tournée vers la source principale de lumière 11. Cette OLED 12 est avantageusement agencée verticalement à 10 l'intérieur du boitier 2 de sorte que son axe optique X soit orienté selon une direction sensiblement longitudinale. La source principale de lumière 11 est interposée entre la glace de couverture 3 et l'OLED 12, en étant avantageusement disposée au niveau du foyer F de cette dernière (figure 2). 15 L'électrode de cette OLED 12 située du côté interne (i.e. celle se trouvant à l'opposé de la source principale de lumière 11 et de la glace de couverture 3, et formant préférentiellement la cathode) est en outre réfléchissante, de sorte que les rayons lumineux émis par la source principale de lumière 11 soient réfléchis par cette l'OLED 12 vers la 20 glace de couverture 3 suivant des directions sensiblement parallèles. Cette caractéristique permet en outre aux rayons lumineux émis par l'OLED 12 vers l'intérieur du boîtier 2 d'être réfléchis en direction de la glace de couverture 3. L'OLED 12 opère ainsi comme un concentrateur du flux lumineux 25 émis par la source principale 11, et ce que l'OLED 12 soit allumée ou éteinte. Les fonctions de signalisation requérant un flux lumineux important (feu de STOP, feu indicateur de changement de direction ou feu de brouillard) seront ainsi assurées soit uniquement par la source 30 lumineuse principale 11 (OLED éteinte), soit par une combinaison de ces deux sources. L'OLED 12 pourra par exemple être utilisée seule pour assurer la fonction feu de position (ou lanterne) dont le flux lumineux requis par la réglementation est faible. 3065779 8 La figure 2 représente un bloc optique arrière de signalisation 100 hébergeant un dispositif lumineux 110 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Selon ce mode de réalisation, l'OLED 112 fixée au boîtier 102 par 5 l'intermédiaire d'un support 113, présente un profil incurvé à section sensiblement ellipsoïdale dont la concavité est tournée vers la source principale de lumière 111 interposée entre la glace de couverture 103 et cette OLED 112, en étant avantageusement disposée au niveau d'un premier foyer F1 de cette dernière. 10 Le dispositif lumineux 110 comporte en outre un concentrateur optique constitué en l'espèce par une lentille convergente 120 dont le foyer se confond avec le second foyer F2 de l'OLED 112, de sorte que cette lentille 120 soit apte à concentrer les rayons lumineux divergents provenant de ce second foyer F2 (ces rayons ayant été initialement émis 15 par la source principale 111, puis réfléchis de manière convergente par l'OLED 12 vers ce foyer F2). En variante, le concentrateur optique peut être constitué par exemple par un collimateur ou encore en un guide de lumière. Les figures 3 et 4 représentent un bloc optique arrière de 20 signalisation 200 hébergeant un dispositif lumineux 210 conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode, l'OLED 212 est de type flexible (FOLED pour « Flexible Organic Light Emitting Diode » en anglais) : ses couches organiques reposant sur un substrat flexible en plastique tel que le 25 polyethylene terephthalate (PET), voire en métal ou en verre. Un premier bord latéral vertical 212A de cette FOLED est en outre fixé rigidement au boîtier 202 par l'intermédiaire d'un support 213. Le dispositif lumineux 210 comporte en outre un actionneur électromécanique 214 logé à l'intérieur du boîtier 202 et relié à un 30 moteur électrique continu ou pas à pas non représenté. Cet actionneur 214 comprend un piston 215 monté mobile à coulissement dans une chemise 216 fixée rigidement à ce boîtier 202 et s'étendant selon une direction transversale aux bords latéraux verticaux 212A, 212B de la FOLED 212. 3065779 9 L'extrémité libre de ce piston 215 saillant hors de la chemise 216 est couplée au bord latéral vertical 212B de cette FOLED 212 situé à l'opposée du bord fixe 212A. Dans la position rétractée du piston 215, ce dernier n'exerce 5 aucun effort sur le bord latéral vertical 212B de sorte que la FOLED 212 occupe sa configuration plane (figure 3) où elle présente, lorsqu'elle est allumée, une luminance uniforme spatialement et angulairement (i.e. orthotrope ou lambertienne). Lorsque le piston 215 est entrainé à coulissement par le moteur 10 électrique, il vient exercer un effort transversal sur le bord latéral vertical 212B de sorte à contraindre la FOLED 212 à adopter un profil incurvé à section sensiblement parabolique dont la concavité est tournée vers la source principale de lumière 211 interposée entre la glace de couverture 203 et cette FOLED 212 (figure 4). 15 Dans cette configuration, la source principale de lumière 211 se trouve en outre disposée au niveau du foyer F' de la FOLED 212. Le déplacement du piston 215 (et donc le passage de la FOLED 212 dans sa configuration incurvée ou vice-versa) est géré par un module de pilotage non représenté logé dans le bloc optique 200 ou à 20 l'extérieur de ce dernier (ce module pouvant par exemple être intégré à l'ordinateur de bord du véhicule et se présenter sous une forme purement logicielle ou sous une forme combinant une partie matérielle dotée de circuits intégrés avec une partie logicielle). La FOLED 212 occupera par exemple sa configuration plane 25 lorsqu'aucune fonction de signalisation n'est activée (dispositif lumineux complètement éteint) ou bien encore lorsqu'elle assure seule la fonction feu de position (ou lanterne) dont le flux lumineux requis par la réglementation est faible. A contrario, elle occupera avantageusement sa configuration 30 incurvée lorsque la source lumineuse principale est allumée pour réaliser (seule ou en association avec le flux lumineux complémentaire émis par cette FOLED 212) les fonctions de signalisation requérant un flux lumineux important (feu de STOP, feu indicateur de changement de direction ou feu de brouillard). 3065779 10 La figure 5 représente un bloc optique arrière de signalisation 300 hébergeant un dispositif lumineux 310 conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode, l'OLED 312, également de type flexible (FOLED), 5 présente au repos une configuration incurvée sensiblement parabolique dont la concavité est tournée vers la source principale de lumière 311 interposée entre la glace de couverture 303 et cette FOLED 312, en étant disposée au niveau du foyer F" de cette dernière. La FOLED 312 est en outre montée, par l'intermédiaire 10 d'actionneurs électromécaniques 314, sur un support incurvé rigide 313 fixé au boîtier 302 et présentant une courbure similaire. Ces actionneurs 314, intercalés entre le support 313 et la face interne 312A de la FOLED 312 tournée à l'opposée à la glace de couverture 303, sont avantageusement régulièrement distribués sur la 15 surface de la FOLED 312 selon une grille matricielle. Ils sont en l'espèce composés chacun d'une bobine électromagnétique fixée sur le support rigide 313 ainsi qu'un un aimant fixé (par exemple par collage) sur la face interne 312A de la FOLED 312. En l'absence de sollicitation par les actionneurs 314, la FOLED 312 20 occupe sa configuration incurvée à section parabolique de repos dans laquelle elle s'étend parallèlement au support 313. L'application d'un courant électrique dans la bobine d'un actionneur 314 génère un champ magnétique qui attire ou repousse l'aimant correspondant et entraine une déformation locale de la surface 25 de FOLED 312 provoquant une modification de la distribution lumineuse du flux lumineux émis par la source lumineuse principale 311 et réfléchi par cette FOLED 312 (ainsi que de celle du flux lumineux auxiliaire émis par cette dernière). Le déplacement des actionneurs 314 (et donc la déformation de la 30 FOLED 312) est géré par un module de pilotage non représenté logé dans le bloc optique 300 ou à l'extérieur de ce dernier. Ces actionneurs 314 peuvent par exemple être déplacés de sorte à générer des animations lumineuses stylistiques (par exemple, des effets 3065779 11 de vagues) donnant une signature visuelle originale au dispositif lumineux. En variante, les actionneurs électromécaniques peuvent être de type différent, et par exemple être constitués d'un empilement de 5 plaques ou de disques aptes à être dilatés ou comprimés par effet piézoélectrique ou électrostrictif en fonction des matériaux utilisés. De nombreux autres modes de realisation peuvent bien entendu être envisagés dans le cadre de l'invention. L'OLED peut ainsi présenter un profil incurvé différent de sorte à 10 refléter les rayons lumineux issus de la source principale dans la direction désirée. Le bloc optique logeant le dispositif selon l'invention peut également contenir d'autres dispositifs aptes à réaliser d'autres fonctions d'éclairage et/ou de signalisation telles que par exemple la 15 fonction de feu indicateur de changement de direction ou encore la fonction de feu de jour (DRL pour « Daytime running Light » en anglais). REVENDICATIONS1. Dispositif lumineux pour véhicule automobile comportant une source principale de lumière (11 ; 111 ; 211 ; 311) et une source auxiliaire surfacique de lumière (12 ; 112 ; 212 ; 312) constituée par une diode électroluminescente organique (OLED) ; caractérisé en ce que ladite OLED (12 ; 112 ; 212 ; 312) comporte une couche réfléchissante, ladite source principale de lumière (11 ; 111 ; 211 ; 311) étant en outre agencée de sorte que les rayons lumineux qu'elle émet soient réfléchis par ladite OLED (12 ; 112 ; 212 ; 312). 2. Dispositif lumineux selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite OLED (12 ; 112 ; 212 ; 312) est apte à adopter au moins une configuration dans laquelle elle présente un profil incurvé dont la concavité est tournée vers ladite source principale de lumière (11 ; 111 ; 211 ; 311), de sorte à concentrer les rayons lumineux émis par ladite source principale de lumière (11 ; 111 ; 211 ; 311) et se réfléchissant sur cette OLED (12 ; 112 ; 212 ; 312). 3. Dispositif lumineux selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite OLED (12 ; 212 ; 312) présente dans la au moins dite configuration incurvée un profil à section sensiblement parabolique avec ladite source lumineuse principale (11 ; 211 ; 311) qui est disposée au niveau du foyer (F ; F' ; F") de ladite OLED (12 ; 212 ; 312). 4. Dispositif lumineux selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite OLED (112) présente dans la au moins dite configuration incurvée un profil à section sensiblement ellipsoïdale avec ladite source lumineuse principale (111) qui est disposée au niveau d'un premier foyer (F1) de ladite OLED (112). 5. Dispositif lumineux selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un concentrateur optique (120) agencé de sorte que son foyer se confonde avec le second foyer (F2) de ladite 3065779 13 OLED (112) lorsque cette dernière occupe la au moins dite configuration incurvée. 6. Dispositif lumineux selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite OLED (212 ; 312) est flexible, ledit 5 dispositif comportant en outre des moyens électromécaniques (214 ; 314) aptes à coopérer avec au moins une portion de ladite OLED (212 ; 312) pour entrainer sa déformation. 7. Dispositif lumineux selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un premier bord (212A) de ladite OLED (212) est fixe, et en ce 10 que lesdits moyens électromécaniques comportent un actionneur (214) comprenant un piston (215) monté mobile à coulissement dans une chemise (216) et dont l'extrémité libre saillant de ladite chemise (216) est couplée à un deuxième bord (212B) de ladite OLED, opposé audit premier bord fixe (212A). 15 8. Dispositif lumineux selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un support incurvé rigide (313) sur lequel ladite OLED (312) est montée par l'intermédiaire d'une pluralité d'actionneurs électromécaniques (314) intercalés entre ledit support (313) et ladite OLED (312), chacun des dits actionneurs (314) étant 20 apte à entrainer une déformation locale de la surface de ladite OLED (312). 9. Dispositif lumineux selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite source principale de lumière (11 ; 111 ; 211 ; 311) comporte au moins une diode électroluminescente ou laser. 25 10. Bloc optique de signalisation pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif lumineux selon l'une des revendications 1 à 9.