Brevet FR3085739A1 — publié le 20200313

Module lumineux pour proiecteur de véhicule automobile. L'invention concerne un module lumineux pour un projecteur de véhicule automobile. L'invention concerne également un projecteur de véhicule 5 automobile et un véhicule automobile comprenant un tel module lumineux. On connait des projecteurs pour véhicules automobiles permettant d'afficher des informations sur la surface éclairée. Un tel projecteur 10 comprend généralement un dispositif d'émission lumineuse comprenant une source de lumière monolithique multipixels pour afficher une image. Un dispositif optique est monté sur le dispositif d'émission lumineuse, et comprend un système de projection pour guider les faisceaux lumineux issus de chaque pixel de la source de lumière multipixels. Il est toutefois 15 délicat d'obtenir une image de bonne qualité en sortie du dispositif optique, du fait de l'existence de réflexions parasites, qui brouillent l'image finalement projetée. Le but de l'invention est de fournir un module lumineux à source 20 lumineuse multipixels pour projecteur automobile permettant d'optimiser la qualité du faisceau projeté. En particulier, l'invention permet de réaliser un module lumineux générant une image projetée plus nette et moins bruitée que les images 25 générées par les dispositifs de l'art antérieur. A cet effet, l'invention porte sur un module lumineux pour un projecteur de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins une source de lumière pixélisée comprenant une pluralité 30 d'émetteurs électroluminescents répartis en une pluralité de pixels et aptes à émettre des rayons lumineux ; 2 - une optique de projection agencée pour imager directement vers l'extérieur du module lumineux un faisceau lumineux formé par lesdits rayons lumineux émis par ladite au moins une source de lumière, et caractérisé en ce qu'il comprend - un masque disposé entre la au moins une source de lumière et l'optique de projection pour empêcher en tout ou partie la réflexion de rayons lumineux issus de la source lumineuse par des zones disposées en dehors de la pluralité d'émetteurs électroluminescents de la source de lumière. Le module lumineux peut en outre comprendre un circuit imprimé, connecté à ladite source de lumière par au moins une connexion électrique fixée à au moins une piste de connexion de la source de lumière, ledit masque comprenant une ouverture de manière à laisser passer le faisceau lumineux issu de la source de lumière et à recouvrir au moins partiellement la au moins une connexion électrique et/ou la au moins une piste de connexion et/ou le circuit imprimé. Le masque peut recouvrir au moins en partie toutes les connexions électriques et pistes de connexion de la source de lumière, notamment recouvrir toutes les parties de chaque connexion électrique positionnées au-dessus du circuit imprimé et au moins une partie de chaque connexion électrique positionnée au-dessus de la source de lumière. Les connexions électriques peuvent consister en des liaisons fixées respectivement sur les surfaces d'un circuit imprimé et de la source de lumière orientées du côté de l'optique de projection. Le masque peut être fixé à un circuit imprimé ou à une embase sur laquelle un circuit imprimé et/ou la source de lumière est fixé, ou dans lequel le masque est fixé à l'optique de projection. 3 La surface du masque orientée vers l'optique de projection peut présenter une réflectance inférieure à 25%, voire inférieure à 20%, préférentiellement inférieure à 5%. 5 Le masque peut être réalisé en matériau électriquement conducteur, notamment est en métal ou alliage de métal, préférentiellement aluminium ou en alliage d'aluminium. Le masque peut être séparé de la source de lumière d'une distance 10 comprise entre 0.2 mm et 5 mm, préférentiellement entre 0.2 mm et 1,5 mm. Le masque peut être électriquement connecté à une masse. 15 Le module lumineux peut en outre comprendre une plaque de refroidissement disposée directement ou indirectement contre la source de lumière du côté opposé à l'optique de projection pour refroidir ladite source de lumière, ladite plaque de refroidissement étant optionnellement reliée à un dispositif de refroidissement tel un radiateur thermique. 20 La plaque de refroidissement peut être agencée de manière à ce que la surface supérieure du circuit imprimé affleure sensiblement à la surface supérieure de la source de lumière. 25 L'optique de projection peut comprendre au moins un système de projection disposé pour projeter l'image générée par la source de lumière. L'invention porte aussi sur un projecteur pour véhicule automobile 30 comprenant un module lumineux tel que décrit précédemment. 4 L'invention porte aussi sur un dispositif lumineux pour véhicule automobile, tel qu'un projecteur, un feux arrière ou encore un appareil d'éclairage intérieur d'habitacle de véhicule, comprenant un module lumineux tel que décrit précédemment. 5 Enfin, l'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un projecteur tel que défini ci-dessus. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront 10 exposés en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente une vue en coupe d'un module lumineux selon un mode de réalisation de l'invention. 15 La figure 2 représente un vue en coupe du dispositif d'émission de lumière du module lumineux selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 3A représente une vue du dessus du dispositif d'émission de 20 lumière sans masque du module lumineux selon le mode de réalisation de l'invention. La figure 3B représente une vue du dessus du dispositif d'émission de lumière avec un masque du module lumineux selon le mode de 25 réalisation de l'invention. La figure 4 représente une vue en perspective d'une partie du module optique selon le mode de réalisation de l'invention. 30 La figure 1 représente schématiquement un module lumineux 100 selon un mode de réalisation de l'invention. Ce module lumineux 100 comprend d'abord un dispositif d'émission lumineuse 1, qui sera plus 5 particulièrement détaillé en référence à la figure 2, qui comprend notamment au moins une source de lumière 3 multipixels ou pixélisée. Plus précisément, le module lumineux comprend une source de lumière pixélisée comprenant une pluralité d'émetteurs électroluminescents 5 répartis en une pluralité de pixels et aptes à émettre des rayons lumineux formant un faisceau lumineux. Le module lumineux 100 comprend de plus un dispositif optique comprenant notamment une optique de projection 10 avec une surface d'entrée 12, pour guider vers l'extérieur les faisceaux générés par le dispositif d'émission lumineuse 1, et un 10 masque 2 intercalé entre le dispositif d'émission lumineuse 1 et le dispositif optique, plus précisément l'optique de projection 10. Le masque 2 permet avantageusement d'absorber au moins une partie des rayons lumineux parasites, par exemple réfléchis par le dispositif 15 optique puis le dispositif d'émission lumineuse, comme cela sera détaillé par la suite. Le dispositif d'émission lumineuse 1 selon le mode de réalisation est décrit ci-après en référence à la figure 2 et les figures 3A et 3B. 20 Ce dispositif d'émission lumineuse 1 comprend une source de lumière 3 pixélisée, c'est à dire qu'elle comprend une matrice de sources lumineuses élémentaires formant une matrice de pixels. La source de lumière 3 comprend en outre un support 7, qui peut se présenter comme 25 une embase en aluminium, sur lequel est agencée la matrice de sources lumineuses. Elle comprend également des pistes de connexion 8 pour l'alimentation de la matrice de sources lumineuses élémentaires. La source de lumière 3 est de préférence une source de lumière 30 monolithique. Par monolithique, on entend que chaque pixel émet de la lumière dans une direction. Le faisceau lumineux de chaque pixel est 6 donc rectiligne. Cet effet permet ainsi de s'assurer que la lumière émise par un pixel ne va pas chevaucher la lumière émise par un pixel adjacent. La source de lumière pixélisée et monolithique peut ainsi projeter une 5 image sur un support situé à une distance suffisamment éloigné du module lumineux. La source de lumière 3 peut également être conçue pour que le faisceau lumineux comprenant l'ensemble des rayons lumineux émis par chaque pixel soit cylindrique. 10 La source de lumière 3 peut comprendre une matrice de diodes électroluminescentes pour former les pixels, aussi appelée led pixélisée. Préférentiellement, la source de lumière 3 comprend un nombre de pixels compris entre 200 et 10000 pixels, préférentiellement entre 2000 et 6000 pixels. En variante, cette source de lumière pourrait être une matrice de 15 micro-miroirs, qui se présente comme un microsystème électromécanique comprenant une multitude de micro-miroirs qui sont tous mobiles autour d'un même axe et qui peuvent prendre au moins deux orientations distinctes. Selon sa première orientation, un micro-miroir transmet un rayon lumineux hors du module lumineux, dans un 20 champ d'éclairage. Selon sa deuxième orientation, le rayon lumineux est dévié hors du champ d'éclairage. L'orientation de chaque micro-miroir peut être commandée individuellement par l'effet d'une force électrostatique. Une telle matrice de micro-miroirs permet d'obtenir un nombre de pixels très supérieur. 25 Le dispositif d'émission lumineuse 1 comprend en outre un circuit imprimé 4. Le circuit imprimé 4 est disposé de manière à pouvoir commander la source de lumière 3. Il comprend une ouverture au sein de laquelle est agencée la source de lumière 3. 30 Dans le mode de réalisation, la source de lumière 3 est connectée au circuit imprimé 4 par des connexions électriques 5 agencées pour 7 connecter électriquement les pistes de connexion 8 de la source de lumière 3 au circuit imprimé 4. Selon le mode de réalisation, au moins une connexion électrique 5 peut 5 comprendre un fil de soudure. Le fil de soudure peut être de manière non-limitative en aluminium, en or en étain ou tout autre alliage à base d'au moins un métal précité. De par sa composition, une telle connexion électrique 5 est donc réfléchissante. Il existe donc un risque que la connexion électrique 5 réfléchisse des rayons lumineux qui seraient 10 réfléchis par le dispositif optique puis renvoyés vers le dispositif d'émission lumineuse 1. La présence du masque 2 permet d'empêcher au moins une partie, de préférence la totalité, des connexions électriques 5 de recevoir et réfléchir de tels rayons parasites. 15 Comme illustré par la figure 1, le dispositif d'émission lumineuse est destiné à coopérer avec un dispositif optique. Ce dernier comprend un système optique de projection 11, qui crée une image réelle, et éventuellement anamorphosée, d'une partie du dispositif, par exemple la source elle-même ou un cache, ou d'une image intermédiaire de la 20 source, à distance (finie ou infinie) très grande devant les dimensions du dispositif (d'un rapport de l'ordre d'au moins 30, de préférence 100) du dispositif. Le système de projection peut consister en un ou plusieurs réflecteurs, ou bien en une ou plusieurs lentilles, ou un ou plusieurs guides de lumière ou encore en une combinaison de ces possibilités. 25 Le dispositif optique comprend une surface d'entrée 12 comportant un revêtement anti-réfléchissant. Malgré un tel revêtement anti-réfléchissant, le dispositif optique réfléchit toujours une faible portion du faisceau lumineux issu de la source de lumière 3 vers le dispositif d'émission lumineuse 1. Ce phénomène génère des rayons lumineux non souhaités 30 et parasites, qui dégradent l'image projetée par le module lumineux s'ils sortent du module lumineux. Plus précisément, le dispositif optique comprend une optique de projection 10 de la lumière émise par la source 8 de lumière à semi-conducteur. Cette optique de projection crée finalement une image réelle, et éventuellement anamorphosée, d'une partie du dispositif, par exemple la source elle-même ou un cache, ou d'une image intermédiaire de la source. Cette image est de très grande 5 dimension vis-à-vis des dimensions du module lumineux et de la source de lumière (selon un rapport de l'ordre d'au moins 30, de préférence au moins 100). Cette optique de projection peut consister en un ou plusieurs réflecteurs, ou bien en une ou plusieurs lentilles, ou un ou plusieurs guides de lumière ou encore en une combinaison de ces possibilités. 10 Pour réduire ce phénomène de dégradation de l'image projetée par les rayons lumineux réfléchis et parasites, le module lumineux 100 comprend en outre un masque 2 disposé entre le dispositif d'émission de lumière 1 et le dispositif optique. Ce masque 2 est conçu et agencé pour empêcher 15 au moins une partie des rayons réfléchis par le dispositif optique d'être réfléchis une seconde fois par la source de lumière 3, notamment par les connexions électriques 5, les pistes de connexion 8, le support 7, voire le circuit imprimé 4. Le masque 2 empêche ainsi tout ou partie d'émission lumineuse parasite hors du module lumineux 100, qui serait émise par 20 réflexion par des zones disposées en dehors de la au moins une source de lumière 3, et notamment en dehors de la pluralité d'émetteurs électroluminescents. Selon le mode de réalisation, le masque 2 comprend une ouverture 21 25 permettant le passage des rayons monolithiques issus de la source lumineuse 3, pour leur permettre d'atteindre le dispositif optique. Cette ouverture 21 comprend de préférence une forme et une dimension très proche de celle de la source lumineuse 3. Elle comprend de préférence un contour de même forme que le contour de la source lumineuse 3, pour 30 ne laisser passer que les rayons lumineux émis par cette source lumineuse 3. 9 Le masque 2 comprend de plus une surface 22, orientée vers le dispositif optique, anti-réfléchissante et agencée de manière à recouvrir au moins une partie du circuit imprimé 4 et/ou au moins une partie des connexions électriques 5. Comme illustré sur la figure 3B, la surface anti- 5 réfléchissante recouvre une partie importante du circuit imprimé 4 et de la au moins une connexion électrique 5 du dispositif d'émission lumineuse 1. Avantageusement, le masque 2 couvre toutes les connexions électriques 5, incluant toutes leurs parties positionnées au-dessus du circuit imprimé 4 ainsi qu'au moins une de leurs parties positionnées au- 10 dessus de la source de lumière 3. Avantageusement encore, la surface du masque 22 orientée vers le dispositif optique présente une réflectance inférieure à 25%, voire inférieure à 20%, préférentiellement inférieure à 5o/o. 15 Au moins une partie des rayons réfléchis par le dispositif optique et dirigés vers le circuit imprimé 4 et/ou la au moins une connexion électrique 5 sont ainsi absorbés et ne vont pas « parasiter » le faisceau lumineux issu du module lumineux 100. 20 Le masque 2 est agencé au dessus du circuit imprimé 4, de la au moins une connexion électrique 5 et de la source de lumière 3 de manière à ne pas être en contact avec le circuit imprimé 4 et/ou avec la au moins une connexion électrique 5. Il est avantageusement disposé au plus proche de la source de lumière 3. Toutefois, la présence des connexions 25 électriques 5 en relief nécessitent son positionnement légèrement au- dessus de ces connexions électriques 5, et ainsi au-dessus de la source de lumière 3, de préférence à moins de 0,5 mm du plan d'émission de la source de lumière 3, ou selon une distance comprise entre 0.2 mm et 5 mm, préférentiellement entre 0.2 mm et 1,5 mm. 30 Le masque 2 est de préférence en matériau conducteur thermique afin de dissiper l'échauffement subi dû à la proximité de la source de lumière 10 3. De plus, le masque 2 est avantageusement en matériaux conducteur électrique et est relié à une masse afin d'éviter la création d'un arc électrique entre le masque 2 et au moins une piste de connexion 5. 5 Préférentiellement, le masque 2 est ainsi réalisé en métal conducteur tel qu'en aluminium ou en alliage d'aluminium. Avantageusement, le masque 2 comprend une épaisseur inférieure à 2 mm, inférieure à 1 mm ou inférieure à 0,5 mm. Quand l'épaisseur du 10 masque 2 est inférieure ou égale à 0,5 mm, le refroidissement du masque 2 par échange thermique avec l'air est optimisé. Dans le mode de réalisation, le masque 2 comprend une partie proéminente 23, dans sa zone centrale, dans une direction plus à 15 proximité de la source de lumière 3. Cette partie proéminente 23 forme un relief différent du reste du masque 2. Les parties périphériques du masque servent notamment à sa fixation. De plus, l'échange de chaleur entre l'air et le masque 2 sur la partie non-proéminente est ainsi avantagé. Dans un mode de réalisation, le masque 2 est monté sur le 20 dispositif d'émission lumineuse 1, soit par fixation sur le circuit imprimé 4, soit sur une embase sur laquelle le circuit imprimé est monté. Avantageusement, le masque est fixé sur la même pièce que celle qui supporte la source de lumière 3. Dans un mode de réalisation alternatif, le masque 2 est monté sur le dispositif optique. 25 Comme illustré par la figure 3B, le masque 2 peut être usiné de manière à comprendre au moins un élément de fixation 24 pour coopérer avec le dispositif d'émission lumineuse 1 et/ou avec le dispositif optique. Cet au moins un élément de fixation 24 peut comprendre un alésage ou un trou 30 fileté. 11 D'autre part, dans le mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'émission lumineuse 1 comprend un dispositif de refroidissement. Ce dispositif de refroidissement est conçu pour refroidir le dispositif d'émission de lumière. Il comprend une embase 6 en matériau 5 conducteur thermique. La surface libre 61 de cette embase 6 est en contact avec un radiateur thermique 60, visible sur la figure 4, et/ou avec un échangeur de chaleur de manière à évacuer la chaleur produite par la source de lumière. 10 Dans un mode de réalisation, l'embase 6 de conducteur thermique comprend une partie centrale comprenant une proéminence 62 sur laquelle est directement fixée la source de lumière 3. Cet agencement facilite l'évacuation de la chaleur générée par source de lumière 3. 15 La proéminence 62 permet également de rehausser la source de lumière 3. Ainsi, elle est conçue pour que les surfaces de la source de lumière et du circuit imprimé 4 orientées vers le dispositif optique, plus précisément vers l'optique de projection, soient sensiblement à la même hauteur, et en tous cas à une hauteur respective qui optimise leur liaison électrique 20 par les connexions électriques 5. Par sensiblement à la même hauteur, on entend ici que la différence d'élévation entre les deux surfaces soit inférieure à 2 mm, de préférence inférieure à 1 mm. L'embase 6 de conducteur thermique est agencée de manière à ce que 25 la surface supérieure du circuit imprimé 4 affleure sensiblement à la surface supérieure de la source de lumière 3. L'invention concerne aussi un projecteur comprenant un module lumineux 100 tel que décrit ci-dessus. Elle concerne aussi un véhicule, 30 tel qu'un véhicule automobile, REVENDICATIONS: 1. Module lumineux (100) pour un projecteur de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins une source de lumière (3) pixélisée comprenant une pluralité d'émetteurs électroluminescents répartis en une pluralité de pixels et aptes à émettre des rayons lumineux ; - une optique de projection (10) agencée pour imager directement vers l'extérieur du module lumineux (100) un faisceau lumineux formé par lesdits rayons lumineux émis par ladite au moins une source de lumière (3), et caractérisé en ce qu'il comprend - un masque (2) disposé entre la au moins une source de lumière (3) et l'optique de projection (10) pour empêcher en tout ou partie la réflexion de rayons lumineux issus de la source lumineuse par des zones disposées en dehors de la pluralité d'émetteurs électroluminescents de la source de lumière. 2. Module lumineux (100) selon la revendication précédente comprenant en outre un circuit imprimé (4), connecté à ladite source de lumière (3) par au moins une connexion électrique (5) fixée à au moins une piste de connexion (8) de la source de lumière (3), ledit masque (2) comprenant une ouverture (21) de manière à laisser passer le faisceau lumineux issu de la source de lumière (3) et à recouvrir au moins partiellement la au moins une connexion électrique (5) et/ou la au moins une piste de connexion (8) et/ou le circuit imprimé (4). 3. Module lumineux (100) selon la revendication précédente dans lequel le masque (2) recouvre au moins en partie toutes les connexions électriques (5) et pistes de connexion (8) de la source de lumière (3), notamment recouvre toutes les parties de chaque connexion électrique (5) positionnées au-dessus du circuit imprimé 13 (4) et au moins une partie de chaque connexion électrique (5) positionnée au-dessus de la source de lumière (3). 4. Module lumineux (100) selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel les connexions électriques consistent en des liaisons fixées respectivement sur les surfaces d'un circuit imprimé (4) et de la source de lumière (3) orientées du côté de l'optique de projection (10). Module lumineux (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le masque (2) est fixé à un circuit imprimé (4) ou à une embase (6) sur laquelle un circuit imprimé et/ou la source de lumière (3) est fixé, ou dans lequel le masque (2) est fixé à l'optique de projection (10). Module lumineux (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la surface du masque (2) orientée vers l'optique de projection (10) présente une réflectance inférieure à 25%, voire inférieure à 20%, préférentiellement inférieure à 5%. Module lumineux (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le masque (2) est réalisé en matériau électriquement conducteur, notamment est en métal ou alliage de métal, préférentiellement aluminium ou en alliage d'aluminium. Module lumineux (100) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le masque (2) est séparé de la source de lumière (3) d'une distance comprise entre 0.2 mm et 5 mm, préférentiellement entre 0.2 mm et 1,5 mm. Module lumineux (100) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le masque (2) est électriquement connecté à une masse. 5 10 5. 15 6. 20 7. 25 8. 30 9. 14 10. Module lumineux (100) selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre une plaque de refroidissement (6) disposée directement ou indirectement contre la source de lumière (3) du côté 5 opposé à l'optique de projection (10) pour refroidir ladite source de lumière (3), ladite plaque de refroidissement (6) étant optionnellement reliée à un dispositif de refroidissement tel un radiateur thermique (60). 10 11. Module lumineux (100) selon la revendication précédente prise en combinaison avec l'une des revendications 2 ou 5 dans lequel la plaque de refroidissement (6) est agencée de manière à ce que la surface supérieure du circuit imprimé (4) affleure sensiblement à la surface supérieure de la source de lumière (3). 15 12. Module lumineux (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'optique de projection (10) comprend au moins un système de projection (11) disposé pour projeter l'image générée par la source de lumière. 20 13. Projecteur pour véhicule automobile comprenant un module lumineux (100) selon l'une des revendications précédentes.