Brevet FR3097939A1 — publié le 20210101

Description Titre de l'invention : MODULE LUMINEUX AVEC IMAGEUR A FIXATION AMORTISSANTE ET CHAUFFANTE Domaine technique [0001] L'invention a trait au domaine de la signalisation lumineuse et de l'éclairage, en par- ticulier pour les véhicules automobiles. Technique antérieure [0002] 11 est actuellement courant dans le domaine de la signalisation lumineuse automobile de prévoir, dans un feu arrière, un ou plusieurs modules aptes à former sur la glace de fermeture du feu des images à géométrie variable, telles que des pictogrammes destinés à transmettre des informations additionnelles. Ce type de module comprend, de manière connue, un imageur avec une face arrière et une face avant, et un dispositif de rétroéclairage disposé en vis-à-vis de la face arrière de l'imageur. L'imageur est ainsi rétroéclairé et émet par sa face avant un faisceau lumineux modulé par l'imageur, ce faisceau éclairant la glace du feu en y formant l'image lumineuse en question. L'imageur peut être un écran à cristaux liquide. Les écrans à cristaux liquides utilisent la polarisation de la lumière par des filtres polarisants et la biréfringence de certains cristaux liquides en phase nématique, dont on peut faire varier l'orientation en fonction du champ électrique. Du point de vue optique, l'écran à cristaux liquides est un dispositif passif : il n'émet pas de lumière, seule sa transparence varie, et il doit donc disposer d'un éclairage. En raison de la nature visqueuse des cristaux liquides, un écran à cristaux liquide est susceptible de présenter un temps de réponse trop grand, voire même une absence de réponse, à des températures basses. Plus spécifiquement, un écran à cristaux liquides présente un temps de réponse trop long à des températures inférieures ou égales à -20°C et pas de réponse à partir de -40°C. [0003] Le document de brevet publié CN 101510020 A divulgue un dispositif de chauffage pour un écran à cristaux liquides. Ce dispositif comprend un substrat en verre avec deux bandes latérales conductrices destinées à être alimentées électriquement. Un revêtement conducteur électriquement et transparent, à base d'oxyde d'indium-étain (ou oxyde d'indium dopé à l'étain ou ITO pour l'appellation anglaise : Indium tin oxide), est déposé sur le substrat et est enlevé partiellement de manière non-homogène transversalement entre les bandes latérales d'alimentation électrique, de manière à produire de la chaleur par effet Joule, et ce davantage à proximité des deux bords latéraux que dans la partie centrale. Ce dispositif permet ainsi de compenser les effets de bords et ainsi assurer une température homogène de l'écran à cristaux liquides. Ce dispositif est intéressant par la performance et la finesse de chauffage. Il présente toutefois un in- 2 convénient de coût ainsi qu'une perte lumineuse dans la mesure où la totalité de la lumière de rétro-éclairage de l'écran doit traverser le dispositif de chauffage. La couche conductrice électriquement et transparente présente en effet au taux d'absorption non nul. Exposé de l'invention [0004] L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif d'assurer un bon fonctionnement d'un imageur dans un module lumineux et ce même à basse température, notamment en dessous de -10°C. [0005] L'invention a pour objet un module lumineux notamment pour véhicule automobile, comprenant un imageur avec une face avant, une face arrière et un bord périphérique ; un dispositif de rétroéclairage de l'imageur, disposé en vis-à-vis de la face arrière dudit dispositif ; un support avec une zone de réception de l'imageur et une zone de fixation du dispositif de rétroéclairage ; remarquable en ce que le module lumineux comprend, en outre, au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement en contact avec le bord périphérique de l'imageur et la zone de réception dudit imageur sur le support. [0006] L'imageur est un imageur électrique configure pour produire une image par transmission de lumière. L'imageur est avantageusement un écran à cristaux liquides. [0007] Selon un mode avantageux de l'invention, le matériau souple et chauffant élec- triquement présente une dureté inférieure à 80' Shore A. Plus avantageusement, le matériau souple et chauffant électriquement présente une dureté inférieure à 60' Shore A. [0008] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement présente une épaisseur moyenne supérieure à 0.1 mm et/ou inférieure à 3mm. [0009] Selon un mode avantageux de l'invention, le matériau souple et chauffant élec- triquement est alvéolé. [0010] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement comprend des fils métalliques et/ou des particules conductrices. [0011] Selon un mode avantageux de l'invention, le contact de l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement avec le bord périphérique de l'imageur est sur au moins une, préférentiellement chacune, des faces avant et arrière dudit imageur. [0012] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement est configurée pour pouvoir maintenir l'imageur à une température moyenne supérieure à -10°C lorsque ledit module est soumis à des conditions 3 ambiantes avec une température allant de -10°C jusqu'à -40°C. [0013] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement est configurée pour pouvoir augmenter une température moyenne de l'imageur d'au moins 10°C en une minute, lorsque ledit module est soumis à des conditions ambiantes avec une température allant de -10°C jusqu'à - 40°C. [0014] Selon un mode avantageux de l'invention, ledit module comprend, en outre, une unité d'alimentation électrique de l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement, ladite unité étant configurée pour maintenir une température moyenne de l'imageur supérieure à -10°C lorsque ledit module est soumis à des conditions ambiantes avec une température allant de -10°C jusqu'à -40°C. [0015] L'invention a également pour objet un procédé de contrôle de température d'un imageur d'un module lumineux, remarquable en ce que ledit module lumineux est selon l'invention, et en ce que l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement est alimentée électriquement de manière à réchauffer l'imageur à la condition que la température ambiante est inférieure à -10°C. [0016] Les mesures de l'invention sont intéressantes en cc qu'elles permettent d'assurer une fonctionnalité de l'imageur dans des conditions ambiantes froides et ce de manière simple et économique, sans aucune perturbation optique. Le fait de chauffer l'imageur le long de son bord périphérique est non seulement intéressant d'un point de vue optique et encombrement mais également d'un point de vue thermique, car c'est en effet au niveau des bords que l'imageur tend à se refroidir et à montrer un temps de réponse trop long. Le fait de combiner la fonction de chauffage électrique à la fonction d'amortissement présente aussi des avantages de compacité, de coût et de facilité de montage. [0017] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins. Brève description des dessins [0018] [fig.1] est une vue schématique en coupe d'un module lumineux conforme à l'invention, logé dans un dispositif lumineux pour véhicule automobile. [0019] [fig.2] est une vue schématique de face du module de la figure 2. [0020] [fig.3] est une vue en coupe de la figure 2. [0021] [fig.4] est une vue en coupe IV-IV de la figure 2. Description détaillée 100221 La figure 1 est une schématique en coupe d'un dispositif lumineux renfermant un module lumineux selon l'invention. 100231 Le dispositif lumineux 2 comprend essentiellement une enveloppe 4 et au moins un module lumineux 6 disposé à l'intérieur de l'enveloppe 4. Cette dernière comprend essentiellement un boîtier 4.1 formant une cavité ouverte, et une glace 4.2 fixée au boîtier 4.1 et refermant l'ouverture en question. La glace 4.2 est transparente ou translucide. [0024] Le module lumineux 6 comprend essentiellement un imageur électronique 8, préfé- rentiellement du type à cristaux liquides et un dispositif de rétro-éclairage 10. Un tel imagcur forme un écran généralement plan avec une face avant 8.1, une face arrière 8.2 et un bord périphérique 8.3. Tl est constitué de deux plaques de verre entre lesquelles sont logés des cristaux liquides. A chacune des interfaces avec les cristaux une couche de polymère rainurée assure l'ancrage des molécules au repos. Les deux faces internes des plaques de verres comportent une matrice d'électrodes transparentes pour le noir et blanc. Pour les applications en couleur, il y a trois cellules par pixels et un filtre coloré de motifs rouges, verts et bleus. Généralement le filtre est une succession de bandes verticales alternant les trois couleurs. Le principe de base est que l'application d'une différence de potentiel plus ou moins élevée entre les deux électrodes d'un pixel entraîne un changement d'orientation des molécules, une variation du plan de polarisation, et donc une variation de la transparence de l'ensemble du dispositif. Un tel écran est passif en ce qu'il n'émet pas de lumière ; il requiert un éclairage, en l'occurrence un rétro-éclairage afin d'être traversé par de la lumière. [0025] A cet effet, le dispositif de rétroéclairage 10 est disposé en vis-à-vis de la face arrière 8.2 de l'imageur 8, de manière à ce que la lumière émise par ledit dispositif soit traversée et transmise par l'imageur et soit ensuite projetée sur la face intérieure de la glace 4.2 en vue former un faisceau lumineux de signalisation affichant sur la glace 4.2 une image potentiellement changeante, pouvant former un pictogramme. A cet effet, l'imageur peut être commandé électroniquement afin de former ces pictogrammes. Ces pictogrammes peuvent être configurés ou sélectionnés pour afficher des informations utiles à la sécurité comme notamment la présence d'un danger à l'avant du véhicule, une ouverture de porte du véhicule à l'arrêt, un état de stationnement du véhicule, etc. Ce principe d'affichage d'information lumineuse est connu en soi de l'homme de métier. [0026] Le dispositif de rétro-éclairage 10 comprend essentiellement une platine 10.1 et des sources lumineuses 10.2 disposées et réparties sur la platine 10.1. La platine 10.1 est avantageusement une platine à circuit imprimé, en résine époxy renforcée de fibres de verre, comme notamment du FR-4 (abréviation de l'anglais « Flame Resistant 4 »). Les sources lumineuses sont avantageusement du type semi-conducteur, préférentiellement des diodes à électroluminescence. [0027] Toujours en référence à la figure 1, on peut constater que le module lumineux 4 comprend également un support 12 sur lequel sont fixés le dispositif de rétroéclairage 10 et l'imageur 8, de manière à maintenir ces deux éléments fixes l'un par rapport à l'autre. Le support comprend, entre le dispositif de rétroéclairage 10 et l'imageur des parois formant un boîtier 12.1 configure pour canaliser la lumière vers l'imageur 8. A cet effet, les parois du boîtier 12.1 peuvent présenter des surfaces blanches diffusantes. [0028] Le support 12 comprend également des moyens de positionnement et de fixation 12.2 de la platine 10.1 du dispositif de rétro-éclairage 10. Ces moyens peuvent comprendre des languettes 12.2 s'étendant dans le prolongement des parois du boîtier 12.1 et traversant des orifices de formes adaptées pratiqués dans la platine 10.1 du dispositif de rétroéclairage. Un épaulement à la base de chaque languette peut être prévu pour former une surface d'appui de la platine 10.1. Ces languettes peuvent présenter une surface d'accrochage avec un bord des orifices dans la platine 10.1, notamment du type à clippagc. [0029] Le support 12 comprend également des zones de réception 12.3 et 12.4 du bord péri- phérique 8.3 de l'imagcur 8. Ces zones de réception 12.3 et 12.4 forment en l'occurrence un épaulement 12.3 apte à recevoir la face arrière 8.2 de l'imageur, adjacente au bord périphérique 8.3. Une ou plusieurs pièces de retenue 12.4 sont fixées aux épaulements 12.3 de manière à s'étendre en vis-à-vis de la face avant 8.1 de r imagcur, le long du bord périphérique 8.3. Comme cela est visible à la figure 1, des bandes en matériau souple 14 et 16 sont disposées sur les faces arrière 8.2 et avant 8.1, respectivement, de l'imageur, entre ces dites faces et les surfaces correspondantes des épaulements 12.3 et les surfaces correspondantes de la ou des pièces de retenue 12.4. Ces bandes de matériau souple 14 et 16 ont pour fonction d'assurer un amortissement des vibrations susceptibles d'être transmises par l'environnement à l'imageur 8. Ce dernier est constitué en effet essentiellement de deux plaques de verre superposées, ces plaques formant les faces avant 8.1 et arrière 8.2. Un serrage trop important de l'imageur au niveau de son bord périphérique est susceptible de casser au moins une des plaques de verre. Un montage avec jeu est également non souhaitable car susceptible de générer des bruits parasites et éventuellement également la casse d'au moins une des plaques de verre. La présence des bandes de matériau souple 14 et 16 permet de s'affranchir de ces difficultés. Comme cela va être détaillé ci-après, en relation avec les figures suivantes, le matériau souple d'au moins un des bandes 14 et 16 est également chauffant électriquement et connecté à une alimentation électrique, afin d'assurer un chauffage de l'imageur 8 dans des conditions froides sinon susceptibles d'augmenter le temps de réponse de l'imageur 8. En l'occurrence, seule la bande de matériau souple 16 est chauffante électriquement et raccordée à une alimentation électrique, l'autre 14 ne l'étant pas. Il est entendu que diverses variations sont possibles ; il est notamment possible de prévoir des bandes matériau souple et 6 chauffant sur les deux faces 8.1 et 8.2 de l'imageur 8, ou uniquement sur la face arrière 8.2. Il est aussi possible de prévoir sur au moins une des deux faces 8.1 et 8.2, une ou plusieurs bandes de matériau souple et chauffant électriquement sur une ou plusieurs portions du bord périphérique, le reste dudit bord étant pourvu de bande(s) de matériau souple classique ou encore libre de bande de matériau souple. [0030] Le matériau souple est avantageusement un matériau alvéolé du type mousse, notamment polyuréthane. Alternativement il peut être en matériau plein. Le matériau souple est avantageusement du type polymère. Il présente avantageusement une dureté réduite inférieure à 80° Shore A, plus avantageusement inférieure à 60' Shore A. La ou les bandes de matériau souple 14 et 16 peuvent présenter une épaisseur supérieure à 0.1 mm et/ou inférieure à 3mm, préférentiellement supérieure à 0.2mm et/ou inférieure à 2mm, plus préférentiellement encore supérieure à 0.3mm et/ou inférieure à lmm. La ou les bandes de matériau souple 14 et 16 peuvent présenter une largeur supérieure à 2mm et/ou inférieure à 5mm. [0031] Le matériau souple et chauffant électriquement comprend, en outre, des conducteurs électriques afin de former une résistance électrique le long de la bande dudit matériau. Ces conducteurs électriques peuvent être des fils métalliques, par exemple en cuivre, noyés dans la matrice formée par le matériau souple, et/ou des particules conductrices réparties dans la matrice. Le matériau souple et chauffant électriquement présente alors une résistivité (correspondant à la résistance d'un tronçon de matériau d'un mètre de longueur et d'un mètre carré de section et est exprimée en ohms-mètres) comprise entre 0,004 et 0,024 Qm. Pour une bande d'une section de 4mm2 et d'une longueur de 50mm cela donne une résistance comprise entre 50 et 300 Q. La résistance de la bande en question détermine la chaleur produite par effet joule suivant la relation P=R.I = où P est la puissance électrique et thermique, R la résistance de la bande de matériau souple et chauffant électriquement, et I est le courant parcourant ladite bande. Ce dernier est obtenu par la loi d'Ohm, à savoir I=V/R, où V est la tension électrique appliquée à la bande de matériau souple et chauffant électriquement. [0032] La figure 2 est une vue de face du module 6 de la figure 1. On peut observer la ou les pièces de retenue 12.4 du support 12, s'étendant le long du bord périphérique 8.3 de l'imageur 8. On peut aussi observer qu'une unité d'alimentation électrique 18 de la bande de matériau souple et chauffant électriquement 16 est électriquement raccordée à ladite bande. En l'occurrence, la bande de matériau souple et chauffant électriquement 16 s'étend de manière continue sur la quasi-totalité (à l'exception de la zone du coin inférieur gauche à la figure 2) du bord périphérique 8.3 de l'imageur, de sorte à former une seule résistance chauffante le long des quatre côtés de l'imageur 8. En écho à ce qui a été mentionné précédemment, il est entendu qu'il est envisageable de prévoir plusieurs bandes de matériau souple et chauffant électriquement 16, et ce 7 sur une même face de r imagcur. Dans ce cas, il faut alors prévoir plusieurs raccordements électriques avec l'unité d'alimentation électrique 18. [0033] Les figures 3 et 4, qui sont des vues en coupe III-III et IV-IV à la figure 2, illustrent un exemple de raccordement électrique de la bande de matériau souple et chauffant électriquement 16. [0034] A la figure 3, on peut observer que la pièce de retenue 12.4, en matériau plastique isolant électriquement, comprend une électrode 12.4.1 surmoulée par le matériau plastique. Cette électrode forme la surface extérieure de la pièce de retenue 12.4 en vis-à-vis de la bande de matériau souple et chauffant électriquement 16, et s'étendant transversalement à distance de l'imageur de manière à former, à titre d'exemple, une fiche ou une borne de contact électrique. En d'autres termes, lors de la mise en place de la pièce de retenue, par un mouvement essentiellement perpendiculaire au plan de r imagcur, en direction de r imagcur, la zone de contact de l'électrode 12.4.1, en vis-à-vis de la bande de matériau souple et chauffant électriquement 16 va se rapproche de ladite bande jusqu'à la contacter. Si celle-ci présente une conductivité électrique répartie dans sa masse, le simple fait de la contacter, en l'occurrence sur sa face principale opposée à r imagcur, va assurer une mise en contact électrique. Si par contre, la bande de matériau souple et chauffant électriquement 16 comprend des conducteurs électriques 16.1 noyés dans une masse de matériau souple isolant électriquement 16.2, comme cela est illustré à la figure 3, il est alors indiqué de prévoir une longueur desdits conducteurs dépassant de l'extrémité du matériau souple isolant électriquement 16.2, afin de les replier de 180° contrer la face de la bande de matériau souple et chauffant électriquement 16, opposée à l'imageur. [0035] La figure 4 illustre cette situation où on peut observer les conducteurs électriques 16.1, à savoir les fils métalliques, repliés à 180° vers le haut de manière à s'étendre sur la face de la bande de matériau souple et chauffant électriquement 16 qui en vis-à-vis de la pièce de retenu 12.4, plus particulièrement de la zone de contact de l'électrode 12.4.1 de ladite pièce. [0036] Ce qui vient d'être décrit en relation avec les figures 3 et 4 s'applique également à l'autre des deux connexions électriques à la figure 2. Ce qui vient d'être décrit en relation avec les figures 3 et 4 s'applique également à l'épaulement 12.3 lorsque le matériau de la bande de matériau souple 14 est également chauffant électriquement. [0037] Aussi, il est entendu que d'autres techniques de connexion électrique peuvent être en- visagées. [0038] La ou les bandes de matériau souple et chauffant électriquement 16 et l'unité d'alimentation électrique sont avantageusement dimensionnés pour pouvoir augmenter la température moyenne de l'imageur d'au moins 10°C en moins de 60 secondes. [0039] L'unité d'alimentation électrique 18 peut être configurée alimenter la ou les bandes 8 de matériau souple et chauffant électriquement, celles-ci assurant la régulation du courant en fonction de la température de r imagcur. Dans cc contexte, l'unité d'alimentation peut être alimentée et/ou commandée de manière binaire (on/off) en fonction de la température ambiante. A titre d'exemple, elle peut être alimentée ou commandée pour fonctionner dès que la température ambiante est inférieure à -10C. -11 est aussi envisageable de prévoir une unité de d'alimentation électrique 18 avec une fonction de régulation. Dans ce cas, un capteur de température du type thermistance peut être disposé en contact avec l'imageur 8 et être raccordé de manière indépendante à l'unité d'alimentation électrique 18. Celle-ci peut alors moduler la tension d'alimentation et partant, le courant, en fonction de la température effective de r imagcur 8. De manière générale, indépendamment du niveau de raffinement et de complexité de l'alimentation électrique 18, celle-ci ne sera avantageusement alimentée ou du moins commandée pour fonctionner uniquement lorsque le module est actif, c'est-à-dire lorsque le dispositif de rétroéclairage et l'imagcur sont alimentés électriquement. 9 REVENDICATIONS[Revendication 1] Module lumineux (6) notamment pour véhicule automobile, comprenant : - un imageur (8) avec une face avant (8.1), une face arrière (8.2) et un bord périphérique (8.3) ; - un dispositif de rétroéclairage (10) de l'imageur (8), disposé en vis-à-vis de la face arrière (8.2) dudit imagent. ; - un support (12) avec une zone de réception (12.3, 12.4) de l'imageur (8) et une zone de fixation (12.2) du dispositif de rétroéclairage (10) ; caractérisé en ce que le module lumineux comprend, en outre : - au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement (16) en contact avec le bord périphérique (8.3) de l'imageur (8) et la zone de réception (12.3, 12.4) dudit imageur sur le support (12). [Revendication 2] Module lumineux (6) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau souple et chauffant électriquement présente une dureté inférieure à 80° Shore A. [Revendication 3] Module lumineux (6) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement (16) présente une épaisseur moyenne supérieure à 0.1mm et/ ou inférieure à 3mm [Revendication 4] Module lumineux (6) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau souple et chauffant élechiquement est alvéolé. [Revendication 5] Module lumineux (6) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement (16) comprend des fils métalliques (16.1) et/ou des particules conductrices. [Revendication 6] Module lumineux (6) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le contact de l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement (16) avec le bord périphérique (8.3) de l'imageur (8) est sur au moins une, préférentiellement chacune, des faces avant (8.1) et arrière (8.2) dudit imageur. [Revendication 7] Module lumineux (6) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement (16) est configurée pour pouvoir maintenir l'imageur (8) à une température moyenne supérieure ou égale à -10°C lorsque ledit module est. soumis à des conditions ambiantes avec une température allant de -10°C jusqu'à -40°C. 10 [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] Module lumineux (6) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement (16) est configurée pour pouvoir augmenter une température moyenne de l'imagcur (8) d'au moins 10°C en une minute, lorsque ledit module est soumis à des conditions ambiantes avec une température allant de -10°C jusqu'à -40°C. Module lumineux (6) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit module comprend, en outre, une unité d'alimentation électrique (18) de l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement (16), ladite unité étant configurée pour maintenir une température moyenne de l'imageur supérieure à -10°C lorsque ledit module est soumis à des conditions ambiantes avec une température allant de -10°C jusqu'à -40°C. Procédé de contrôle de température d'un irnageur (8) d'un module lumineux (6), caractérisé en ce que ledit module lumineux (6) est selon l'une des revendications 1 à 9 et en cc que l'au moins une bande en matériau souple et chauffant électriquement (16) est alimentée électriquement de manière à réchauffer r [-nageur à la condition que la température ambiante est inférieure à -10°C.