Brevet FR3090077A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : Dispositif d'éclairage de l'habitacle d'un véhicule automobile apte à projeter un faisceau lumineux pixélisé [0001] La présente invention concerne un dispositif d'éclairage de l'habitacle d'un véhicule automobile apte à projeter un faisceau lumineux pixélisé dans l'habitacle. [0002] De manière conventionnelle, l'habitacle d'un véhicule est pourvu d'une pluralité de dispositifs (l'éclairage, comme un plafonnier et des liseuses. Autant de systèmes que de types d'éclairage souhaités sont. nécessaires et les fonctionnalités de ces systèmes éclairant sont. limitées. Les constructeurs ont ainsi été amenés à rassembler plusieurs fonctions d'éclairage intérieur en une fonction d'éclairage matriciel. [0003] Il est par exemple connu du document EP 3 210 829 un dispositif de formation de faisceau lumineux configure pour émettre un faisceau lumineux pixélisé dans un habitacle de véhicule automobile. Cc dispositif comporte une pluralité dc sources lumineuses, une pluralité de guides d'ondes associés aux sources lumineuses, et un élément optique de projection. Dans cc dispositif, il est nécessaire que les différents éléments cités ci-dessus soient parfaitement positionnés les uns par rapport aux autres, faute dc quoi les performances optiques du dispositif peuvent être fortement réduites. En effet, dans le cas d'un déplacement de la source lumineuse vis-à-vis de sa position optimale au regard du guide d'onde associé, on peut constater une perte de netteté dans la forme du pixel projeté par l'élément optique de projection à partir des rayons émis par cette source, ou encore un déplacement de ce pixel par rapport aux autres pixels ou encore une perte de puissance lumineuse. Il en résulte un faisceau lumineux non homogène ou encore d'intensité réduite, se traduisant par une perte dc confort pour l'utilisateur. [0004] Une solution à ce problème consiste en l'utilisation d'une pièce mécanique supplé- mentaire dc référencement, à laquelle l'ensemble des éléments du dispositif sont fixés de sorte à garantir leurs positionnements respectifs. Toutefois, cette solution implique l'utilisation d'une pièce supplémentaire, qui augmente le cout du dispositif et complique l'assemblage des éléments les uns aux autres lors de la production du dispositif. [0005] L'invention s'inscrit dans ce contexte et vise à améliorer le positionnement relatif des différents éléments qui composent un dispositif d'éclairage de l'habitacle d'un véhicule automobile réalisant un faisceau lumineux pixélisé sans en augmenter le cout. [0006] L'invention a ainsi pour objet un dispositif d'éclairage de l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un premier module optique comportant une pluralité de sources lumineuses activables sélectivement et montées sur un support, un élément 2 optique pour collecter les rayons émis par les sources lumineuses, l'élément optique comportant des organes de positionnement primaires et le support comportant des organes de positionnement complémentaire primaires, l'élément optique étant monté sur le support de sorte à ce que chaque organe de positionnement primaire coopère avec l'un des organes de positionnement complémentaires primaires. [0007] On comprend ainsi que le positionnement relatif de l'élément optique se fait di- rectement sur le support des sources lumineuse, par le biais des organes de positionnement primaires. De la sorte, le positionnement est aussi précis que possible, sans besoin d'avoir recours à une pièce supplémentaire. [0008] Avantageusement, le dispositif d'éclairage est configure pour éclairer l'habitacle dans une application de type liseuse et disposé à cet effet, par exemple, dans le plafonnier avant central du véhicule. Le cas échéant, l'activation sélective permet de générer des faisceaux élémentaires pouvant varier dans le temps, par leurs périodicités, leurs intensités et/ou leurs couleurs de manière à former, dans au moins une zone de l'habitacle, au moins une image pixélisée nette statique et/ou dynamique telle que, par exemple, une image d'ambiance, un logo ou encore un pictogramme. [0009] Avantageusement, chaque source lumineuse comporte une puce à semi-conducteur émettrice de lumière, notamment une diode électroluminescente. Le cas échéant, le support des sources lumineuses est une carte de circuit imprimé. [0010] Dans un mode de réalisation de l'invention, l'élément optique est un élément optique primaire configuré pour former un faisceau élémentaire à partir des rayons émis par chacune des sources lumineuses. Le cas échéant, l'élément optique primaire peut être une pièce unique comportant une partie arrière de collection, comprenant par exemple des organes de collection primaires agencés respectivement en face de l'une des sources lumineuses pour collecter les rayons émis par la source correspondante et une partie avant de sortie, qui forme par exemple une lentille correctrice, les parties arrière de collection et avant de sortie étant reliées entre elles au niveau d'une surface, par exemple un plan, de jonction. Les organes de collection primaires ménagés dans la partie arrière de l'élément optique primaire peuvent prendre respectivement la forme d'un guide de lumière ou d'une lentille ou d'un collimateur et peuvent présenter respectivement une section canée, rectangulaire ou ronde. Si on le souhaite, la partie avant de sortie peut présenter une face de sortie de profil sensiblement hémisphérique. Ainsi, chaque organe de collection primaire peut être couplé à une source lumineuse de manière à ce que la majeure partie des rayons lumineux émis par cette source lumineuse pénètre dans l'organe de collection primaire qui lui est dédié par une face d'entrée de cet organe et soient déviés jusqu'au plan de jonction d'où les rayons ressortent conformés en un pinceau lumineux plus étroit formant un pixel cané ou rectangulaire ou encore rond, puis sont ensuite déviés par la partie avant de sortie pour 3 former le faisceau élémentaire. [0011] Avantageusement, l'élément optique comporte une partie mécanique sur laquelle sont ménagés les organes de positionnement primaires. Le cas échéant, la partie mécanique peut consister en une plaque située au niveau du plan de jonction reliant la partie arrière de collection et de la partie avant de sortie, et s'étendant par exemple de part et d'autre de ces parties arrière et avant. [0012] Dans un mode de réalisation de l'invention, chaque organe de positionnement primaire comporte une nervure s'étendant depuis une face arrière de la partie mécanique vers le support et agencée pour reposer contre une face avant du support. Le cas échéant, la longueur de la nervure peut être supérieure à la longueur des organes de collection primaire. De la sorte, on évite d'une part un contact entre les organes de collection primaire et les sources lumineuses, qui pourrait être préjudiciable, et on assure un positionnement correct des organes de collection primaires vis-à-vis des sources lumineuses, dans une direction parallèle à l'axe optique de l'élément optique primaire. [0013] Avantageusement, chaque organe de positionnement primaire comporte en outre un pion s'étendant depuis la nervure vers le support, chaque organe de positionnement complémentaire primaire étant formé par un orifice formé dans le support et dans lequel le pion est inséré. On assure ainsi un positionnement correct des organes de collection primaires vis-à-vis des sources lumineuses, dans des directions perpendiculaires à l'axe optique de l'élément optique primaire. [0014] Dans un autre mode de réalisation, chaque organe de positionnement primaire pourrait comporter uniquement un pion s'étendant depuis une face an-ière de la partie mécanique vers le support. [0015] Avantageusement, le premier module optique peut comporter un élément optique se- condaire, configuré pour projeter chaque faisceau élémentaire formé par l'élément optique primaire dans l'habitacle. Par exemple, le plan de jonction de la partie arrière de collection et de la partie avant de sortie de l'optique primaire peut être confondu avec un plan focal objet de l'élément optique secondaire de projection. On assure ainsi une projection nette dans l'habitacle d'une image formée au niveau de la sortie des organes de collection primaires, c'est-à-dire un faisceau élémentaire qui soit de section carrée, ronde ou rectangulaire. L'élément optique secondaire peut par exemple comporter une lentille additionnelle, par exemple biconvexe ou encore un réflecteur ou encore une combinaison d'un ou plusieurs de ces éléments. Il est à noter que dans le cas d'une partie avant de sortie de l'élément optique primaire formant une lentille correctrice, cette lentille correctrice a pour objectif de corriger des aberrations optiques introduites par l'ensemble du système optique que forment les éléments optiques primaire et secondaire. [0016] Avantageusement, l'élément optique secondaire comporte des organes de posi- tionnement secondaire et l'élément optique primaire comporte des organes de positionnement complémentaire secondaires, l'élément optique secondaire étant monté sur l'élément optique primaire de sorte à ce que chaque organe de positionnement secondaire coopère avec l'un des organes de positionnement complémentaires secondaires. Cette caractéristique permet ainsi de réaliser un empilement des différents éléments composant le premier module optique, chaque élément se positionnant sur l'élément en dessous, de sorte à obtenir un produit qu'on puisse monter facilement, lors de sa production. [0017] Avantageusement, l'élément optique secondaire comporte une partie mécanique sur laquelle sont ménagés les organes de positionnement secondaires, les organes de positionnement complémentaires secondaires étant ménagés dans la partie mécanique de l'élément optique primaire. Ainsi, la partie mécanique de l'élément optique primaire participe à la fois au positionnement de l'élément optique primaire vis-à-vis des sources lumineuses et au positionnement de l'élément optique secondaire vis-à-vis de l'élément optique primaire. [0018] Par exemple, chaque organe de positionnement secondaire peut comporter une nervure s'étendant depuis une face arrière de la partie mécanique de l'élément optique secondaire vers l'élément optique primaire et agencée pour reposer contre une face avant de la partie mécanique de l'élément optique primaire. Le cas échéant, chaque organe de positionnement secondaire peut comporter en outre un pion s'étendant depuis la nervure vers l'élément optique primaire, chaque organe de positionnement complémentaire secondaire étant formé par un orifice formé dans la partie mécanique de l'élément optique primaire et dans lequel le pion est inséré. En variante, chaque organe de positionnement secondaire pourrait comporter uniquement un pion s'étendant depuis une face arrière de la partie mécanique de l'élément optique secondaire vers l'élément optique secondaire. Si on le souhaite, l'un au moins des orifices de la partie mécanique de l'élément optique primaire peut être un orifice de forme oblongue, qui permet notamment d'assurer un positionnement isostatique de l'élément optique secondaire. [0019] Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un capot arrière dans lequel est logé le support et un capot avant comprenant un logement pour recevoir l'élément optique secondaire. Le capot avant peut être fixé, notamment par encliquetage ; au capot arrière de sorte à maintenir en position le support, l'élément optique primaire et l'élément optique secondaire. Le capot avant bloque ainsi sur le capot arrière l'empilement formé par le support, l'élément optique primaire et l'élément optique secondaire. Le cas échéant, le logement peut comporter un jour pour laisser passer les faisceaux élémentaires projetés par l'élément optique secondaire. Si on le souhaite, le capot arrière peut comporter une ouverture pour recevoir un connecteur supporté par le support et destiné à recevoir une alimentation électrique pour alimenter électriquement les sources lumineuses. [0020] Avantageusement, l'élément optique secondaire comporte des organes de dé- trompage et le logement du capot avant comporte des organes de détrompage complémentaire destinés à coopérer avec les organes de détrompage de l'élément optique secondaire lorsque l'élément optique secondaire est installée dans le logement. Ces organes de détrompage permettent de garantir que l'élément optique secondaire sera monté dans la bonne position lors de l'assemblage du dispositif -11 peut par exemple s'agir d'une ou plusieurs rainures formées sur des parois intérieures du logement et d'une ou plusieurs fentes réalisées dans la partie mécanique de l'élément optique secondaire, le profil de la partie mécanique étant ainsi asymétrique par rotation de 180'. [0021] Si on le souhaite, l'élément optique primaire peut également comporter des organes de détrompage destinés avec des organes de détrompage complémentaire du capot avant. [0022] Avantageusement, le dispositif d'éclairage peut comprendre un deuxième module optique comportant une pluralité de sources lumineuses activables sélectivement et un élément optique pour collecter les rayons émis par les sources lumineuses, dans lequel les sources lumineuses du deuxième module optique sont montées sur le support du premier module optique, et dans lequel les éléments optiques du premier et du deuxième module optique forment une unique pièce. Par exemple, les éléments optiques primaire du premier et du deuxième module optique peuvent former une unique pièce primaire :et les élément optiques secondaires peuvent former également une unique pièce secondaire. De la sorte, les organes de positionnement respectifs des éléments optiques primaire et secondaires peuvent être mutualisés, de sorte à faciliter le montage de l'ensemble et réduire le cout du dispositif [0023] Avantageusement, les premier et deuxième modules optiques sont agencés de sorte à ce que les faisceaux élémentaires projetés par les éléments optiques secondaires soient superposés ou entrelacés. Par exemple, les premier et deuxième modules peuvent être agencés de sorte à ce que tous les faisceaux élémentaires émis par un même module forment ensemble un damier, les damiers formés par les premier et deuxième modules étant complémentaires. On garantit ainsi que le faisceau global émis par le dispositif d'éclairage, c'est-à-dire le faisceau émis lorsque toutes les sources lumineuses des premier et deuxième modules sont activées, est homogène. [0024] Avantageusement, le dispositif d'éclairage comprend un circuit électronique apte à recevoir des instructions de contrôle, et agencé pour activer sélectivement une ou plusieurs des sources lumineuses en fonctions desdites instructions de contrôle. Par exemple, le dispositif d'éclairage peut être pourvu d'une interface tactile, l'interface 6 tactile étant agencée pour détecter des interactions d'un usager avec l'interface et émettre en fonction des instructions de contrôle d'allumage d'un ou plusieurs pixels dans l'habitacle, par exemple pour réaliser une fonction de liseuse ou encore une fonction d'éclairage d'ambiance. Le cas échéant, le circuit électronique est agencé pour sélectionner les sources lumineuses devant être activés pour réaliser ladite fonction et pour activer ces sources. [0025] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description des exemples et des dessins parmi lesquels: [0026] La [fig.1] montre partiellement un dispositif d'éclairage de l'habitacle d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention ; [0027] La [fig.2] montre une vue de dessous de l'élément optique primaire du dispositif d'éclairage de la [Figure 1] ; [0028] La [fig.3] montre une vue de l'élément optique secondaire du dispositif d'éclairage de la [Figure ]] ; [0029] La [fig.4] montre une vue de dessus d'un capot arrière logeant le support du dispositif d'éclairage de la [Figure 1] ; [0030] La [fig.5] montre une vue de dessous d'un capot avant destiné au dispositif d'éclairage de la [Figure 1] ; et [0031] La [fig.6] montre une vue du dispositif d'éclairage de la [Figure 1] logé dans les capots arrière et avant des [Figure 4] et [Figure 5]. [0032] Si les figures exposent l'invention de manière détaillée pour sa mise en oeuvre, elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. De même, il est rappelé que, pour l'ensemble des figures, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes repères. On comprendra également que les modes de réalisation de l'invention illustrés par les figures sont données à titre d'exemple non limitatif. Par conséquent, d'autres configurations du système d'éclairage selon l'invention peuvent être réalisées, notamment par variations de l'agencement et du dimensionnement des sources lumineuses primaires, de l'élément optique primaire en particulier des organes primaires, ainsi que de l'élément optique secondaire. [0033] On a représenté en figure 1 un dispositif d'éclairage de l'habitacle d'un véhicule au- tomobile 1. Ce dispositif 1 comporte deux modules optiques 10 et 20, chacun comportant une pluralité de diodes électroluminescentes 11 et 21, activables sélectivement par un circuit électronique (non représenté) et montées sur une carte de circuit imprimé commune 2. [0034] Chaque module optique 10 et 20 comporte un élément optique primaire comprenant une partie arrière de collection formée des organes de collection primaires 12 et 22 et une partie avant de sortie formée par une lentille correctrice 13 et 23. Les organes de collection primaires de chaque module optique consistent en des guides de lumière de 7 section carrée 12 et 22, visibles notamment en [fig.2], chacun respectivement agencé en face d'une des diodes électroluminescentes 11 et 21 pour collecter les rayons émis par cette diode. Chaque lentille correctrice 13 et 23 présente une face de sortie forme de dôme hémisphérique. La partie arrière de collection et la partie avant de sortie sont reliées entre elle au niveau d'un plan de jonction. Ainsi, chaque guide de lumière 12 et 22 est couplé à une diode électroluminescente 11 et 21 dc manière à ce que la majeure partie des rayons lumineux émis par cette diode pénètre le guide de lumière qui lui est dédié par une face d'entrée de ce guide et soient guidés jusqu'au plan de jonction, les rayons étant conformés au niveau de cc plan de jonction en un pinceau lumineux plus étroit formant un pixel carré ou rectangulaire ou encore rond, puis sont ensuite déviés par la lentille correctrice pour former un faisceau élémentaire. [0035] Tel que représenté dans les [fig.1] et [Figure 2], les éléments optiques primaires des modules 10 et 20 forment une pièce unique et monobloc 3. Les organes de collection primaires 12 du module 10 sont disposés en damier et les organes de collection primaires 22 du module 20 sont également disposés en damier, selon une répartition complémentaire à celle du damier du module 10. Ainsi, les faisceaux élémentaires formés par le module 10 peuvent être entrelacés avec les faisceaux élémentaires formés par le module 20, de sorte à ce qu'un faisceau élémentaire formé par le module 10 soit disposé entre deux faisceaux élémentaires formés par le module 20. [0036] En outre, chaque module 10 et 20 comporte en outre un élément optique secondaire 14 et 24, sous la forme d'une lentille biconvexe (également visible en [fig.3], configuré pour projeter chaque faisceau élémentaire formé par l'élément optique primaire du module dans l'habitacle. Ainsi, le plan de jonction de la partie arrière de collection 12 et 22 et de la partie avant de sortie 13 et 23 de l'optique primaire est confondu avec un plan focal objet de l'élément optique secondaire de projection 14 et 24. Les éléments optiques secondaires 14 et 24 forment une pièce unique monobloc 5. [0037] La pièce 3 comportant les éléments optiques primaires comporte une partie mécanique 31 sous la forme d'une plaque 31 située au niveau du plan de jonction reliant les organes de collection primaires 12 et 22 aux lentilles correctrices 13 et 23. La pièce 3 comporte en outre deux nervures 41 s'étendant depuis une face arrière de la plaque 31 vers le support 2. Chaque nervure 41 présente une longueur supérieure à celle des guides de lumière 12 et 22, de sorte à reposer sur une face avant du support 2 pour éviter un contact entre les diodes électroluminescente 11 et 21 et les guides de lumière 12 et 22, et pour positionner les faces d'entrées des guides de lumière 12 et 22 à une distance correcte des diodes 11 et 21 dans une direction d'extension longitudinale de ces guides de lumière 12 et 22. En outre, chaque nervure 41 est pourvue d'un pion 42, s'étendant soit sur un côté de la nervure soit au centre de la nervure et vers le support 2. Le support 2 comporte en outre des orifices 43, dans lesquelles sont 8 insérés ces pions 42, de sorte à positionner les faces d'entrées des guides de lumière 12 et 22 correctement en face des diodes électroluminescentes 11 et 21 portées par le support 2. L'ensemble nervure 41 et pion 42 forme ainsi des organes de positionnement primaires 4 coopérant avec des organes de positionnement complémentaires primaires 43 pour garantir un positionnement correct des faces d'entrées des guides de lumières 12 et 22 vis-à-vis des diodes électroluminescentes 11 et 22, de sorte à cc que le couplage de ces guides avec ces diodes soit optimal et permette la formation de faisceau lumineux élémentaire de forme maitrisée. [0038] La pièce 5 comportant les éléments optiques secondaires comporte également une partie mécanique 51 sur laquelle sont ménagées des nervures 61 s'étendant vers la pièce 3 et pourvues de pions 62. La pièce 5 est empilée sur la pièce 3, de sorte à ce que les nervures 61 reposent sur une face supérieure de la partie mécanique 31. En outre, la partie mécanique 31 de la pièce 3 est pourvue d'orifices 63 dans lesquels sont insérés les pions 62. L'ensemble nervure 61 et pion 62 forme ainsi des organes de positionnement secondaires 6 coopérant avec des organes de positionnement complémentaires secondaires 63 pour garantir une superposition du plan focal des lentilles de projection 14 et 24 avec le plan de jonction des guides de lumière 12 et 22 et des lentilles correctrices 13 et 23, de sorte à ce que les faisceaux élémentaires formés par ces guides de lumière soient projetés de façon la plus nette possible. [0039] On a représenté en [fig.4] le support 2 logé dans un capot arrière 91, en [Figure 5] un capot avant 92 et en [Figure 6] le dispositif d'éclairage de la [Figure 1] assemblé avec ces capots arrière 91 et avant 92. [0040] Le capot amère 91 comporte des ouvertures 93 et le capot avant 92 comporte des clips 95 destinés à coopérer par encliquetage avec les ouvertures 93 du capot arrière 91 pour assembler les deux capots ensemble. Le capot arrière 91 comporte en outre une ouverture 92 pour recevoir un connecteur (non représenté) supporté par le support 2 et destiné à recevoir une alimentation électrique pour alimenter électriquement les diodes électroluminescentes 11 et 21. [0041] Le capot avant 92 comporte un logement 96, destiné à recevoir la pièce 5 comprenant les éléments optiques secondaires 14 et 24. Ce logement est ajouré pour laisser sortir les faisceaux lumineux élémentaires projetés par ces éléments optiques secondaires vers l'habitacle. La pièce 5 comprenant les éléments optiques secondaires 14 et 24 comporte des fentes 71, réalisées au niveau de la partie mécanique 51, et le logement 96 comporte des rainures 72 réalisées au niveau des parois intérieures du logement. Les fentes 71 sont destinées à recevoir les rainures 72 de sorte à de garantir que les éléments optiques secondaires 14 et 24 seront montés dans la bonne position lors de leur insertion dans le logement 96. [0042] En outre, la partie mécanique 31 de la pièce 3 comprenant les éléments optiques 9 primaires comprend également une fente 81 destinée à recevoir une rainure 82 réalisée dans le capot avant 94 pour garantir que les éléments optiques primaires seront positionnés correctement lors de l'empilage de la pièce 5 sur la pièce 3. [0043] On voit ainsi sur la [fig.6] que l'empilement de la pièce 5 sur la pièce 3, étant elle- même empilée sur le support 2 est bloqué et maintenu en position lorsque le capot avant 94 est encliqueté sur le capot arrière 91. [0044] Le dispositif d'éclairage 1 est ainsi configure pour éclairer l'habitacle dans une ap- plication de type liseuse avec un faisceau lumineux pixélisé, formant par une pluralité de faisceaux lumineux élémentaires, l'activation sélective des diodes électroluminescentes 11 et 21 permettant de générer des faisceaux élémentaires pouvant varier dans le temps, par leurs périodicités, leurs intensités et/ou leurs couleurs. [0045] La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixée et notamment de proposer un dispositif d'éclairage d'un habitacle de véhicule automobile dont les différents éléments sont correctement positionnés les uns par rapport aux autres, sans cout supplémentaire. Le dispositif d'éclairage permet ainsi dc projeter un faisceau lumineux pixélisé homogène et dont les pixels sont nets, de sorte à ce que son utilisation soit confortable pour un usager de l'habitacle [0046] L'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement donnés dans ce document à titre d'exemples non limitatifs, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. Ainsi, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7]