Brevet FR3090824A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Dispositif d'éclairage pour plafonnier de véhicule [0001] La présente invention concerne un dispositif (l'éclairage, en particulier pour un plafonnier (l'habitacle de véhicule. [0002] Les habitacles de véhicules sont généralement pourvus d'un dispositif éclairant de plafonnier, aussi connu sous le nom de liseuse, fournissant au conducteur ou à un passager un éclairage (l'appoint permettant par exemple de consulter une carte ou de lire un texte. [0003] Ces dispositifs comportent généralement une ou plusieurs sources de lumière, im- plémentées dans le plafonnier du véhicule, et le conducteur ou passager actionne un commutateur pour allumer ou éteindre la source de lumière. Le faisceau lumineux issu de la source est mis en forme (concentré et uniformisé) puis dirigé vers une position attendue du conducteur ou du passager, généralement les sièges qu'ils sont sensés occuper. [0004] Dans le cadre de choix esthétiques d'épuration de l'habitacle des véhicules, il est connu dc disposer les sources de lumière derrière une vitre. Cette vitre est recouverte d'une couche opaque pour la majorité dc sa surface puis d'une surface tactile dont l'actionnement par contact avec le doigt ou la main d'un utilisateur allume ou éteint l'éclairage. Le faisceau d'éclairage passe alors à travers la vitre via une ouverture dans la couche opaque. [0005] Pour délimiter la portion de la surface tactile dont l'actionnement déclenche l'allumage de l'éclairage, on peut utiliser un contour rétroéclairé, entourant l'ouverture par laquelle passe le faisceau d'éclairage. Le rétroéclairage présente l'avantage de rendre visible la portion de la surface tactile formant actionneur dans le noir ou la pénombre d'un habitacle de véhicule la nuit. [0006] Pour obtenir cc contour rétroéclairé, on dispose alors dans le plafonnier une source de lumière de délimitation, avec un guide de lumière associé. [0007] La présence de deux ensembles de diodes formant les sources de lumière d'éclairage et de délimitation, avec des guides ou lentilles associées, ainsi que la présence potentielle d'autres éléments sur un circuit imprimé poilant les diodes tels que des haut-parleurs de plafonnier (dans le cadre d'un dispositif multimédia) impliquent un écart entre ledit circuit imprimé et la surface apparente, avec laquelle l'utilisateur interagit. [0008] Cet écart, avec la présence de deux sources de lumière emboîtées, de délimitation et d'éclairage, rend l'acheminement des faisceaux lumineux complexes, surtout en prenant en compte le fait que les faisceaux lumineux doivent être inclinés et orientés vers le 2 conducteur et le passager à partir d'un plafonnier central. [0009] Afin de résoudre au moins partiellement le problème précédemment mentionné, l'invention a pour objet un dispositif d'éclairage guide de lumière pour module de génération de lumière d'éclairage de plafonnier de véhicule comportant : un dioptre d'entrée, destiné à faire face à une source de lumière d'éclairage, réalisé sous forme de lentille convergente dont le foyer correspond à un emplacement attendu de la source de lumière, présentant un axe optique d'entrée, un dioptre de sortie, destiné à faire face à une ouverture du plafonnier, présentant un axe optique de sortie, incliné par rapport à l'axe optique d'entrée, une surface de réflexion totale, disposée entre le dioptre d'entrée et le dioptre de sortie sur le cheminement des rayons, inclinée par rapport à l'axe optique d'entrée s'étendant sensiblement perpendiculairement au plan contenant l'axe optique d'entrée et l'axe optique de sortie, le dioptre d'entrée, le dioptre de sortie et la surface de réflexion totale étant disposés de sorte que de la lumière d'une source de lumière d'éclairage entrant par le dioptre d'entrée soit réfléchie en majorité sur la surface de réflexion totale en direction du dioptre de sortie. [0010] Le dispositif d'éclairage selon l'invention peut être installé facilement et rapidement dans des plafonniers présentant un écart important entre le circuit imprimé et la façade frontale. [0011] Ledit dispositif génère en outre un faisceau uniforme, d'inclinaison contrôlée et peut être complété par un dispositif de génération de lumière de délimitation. [0012] Le guide de lumière selon l'invention peut en outre présenter une ou plusieurs des ca- ractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. [0013] Le dioptre de sortie peut être en forme de lentille dont le foyer est disposé au niveau d'une position attendue de l'ouverture à l'état monté. [0014] 11 peut présenter une forme de prisme droit, dont la génératrice est un quadrilatère, de hauteur de génératrice inférieure aux longueurs des côtés du prisme, la surface de réflexion totale étant la surface générée par le côté du quadrilatère de plus grande longueur, et les dioptres d'entrée et de sortie étant situés au niveau des coins avec la surface de réflexion totale. [0015] La surface de réflexion totale peut être une bissectrice des axes optiques d'entrée et de sortie. [0016] L'un au moins des dioptres d'entrée ou de sortie peut être réalisé sous forme de lentille de Fresnel. [0017] L'invention se rapporte aussi au plafonnier de véhicule associé, caractérisé en ce qu'il comporte : au moins une source de lumière d'éclairage, 3 une façade, comportant au moins une ouverture transparente au rayonnement de la source de lumière d'éclairage, au moins un guide de lumière tel que précédemment mentionné, disposé avec son dioptre d'entrée en vis-à-vis de l'au moins une source d'éclairage et son dioptre de sortie en vis-à-vis de l'ouverture, et en ce que le faisceau d'éclairage est orienté vers un emplacement d'un occupant du véhicule. [0018] La façade peut alors comporter une plaque frontale, présentant une transparence au rayonnement de la source de lumière d'éclairage comprise entre 10 et 50%, et une plaque de matériau opaque au rayonnement de source de lumière d'éclairage, dans laquelle la ou les ouvertures sont découpées. [0019] Le plafonnier peut comporter en outre un guide de lumière de délimitation présentant un corps allongé, avec à une extrémité un dioptre d'entrée et à l'extrémité opposée un dioptre de sortie entourant au moins partiellement l'ouverture. [0020] La façade peut comporter au moins une surface tactile, qui, lorsqu'un contact avec une partie du corps d'un utilisateur est détecté, allume ou éteint la source de lumière d'éclairage. [0021] La surface tactile peut être disposée au niveau de l'ouverture. [0022] Le plafonnier peut comporter : deux sources de lumière d'éclairage, deux guides de lumière d'éclairage tels que mentionné, l'un émettant un faisceau d'éclairage en direction du conducteur du véhicule, l'autre émettant un faisceau d'éclairage en direction d'un passager avant du véhicule. [0023] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels: [0024] [fig.1] montre schématiquement un habitacle de véhicule, avec un plafonnier présentant deux dispositifs d'éclairage, [0025] [fig.2] montre un dispositif d'éclairage hors du plafonnier, [0026] [fig.3] montre un dispositif d'éclairage selon un autre mode de réalisation de l'invention, [0027] [fig.4] est une représentation schématique en éclaté d'éléments de guidage de lumière en éclaté, [0028] [fig.5] montre une configuration de plafonnier à deux dispositifs d'éclairage combinés. [0029] Les réalisations décrites en faisant référence aux figures sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres modes de réalisation. [0030] Les termes tels que "premier" et "deuxième" utilisés plus bas sont donnés pour un simple référencement sans indiquer de préférence ou d'ordre de montage particulier. [0031] Un certain nombre de qualificatifs de position tels que "au-dessus" ou "au-dessous", "en bas", "à gauche" etc. sont aussi utilisés en lien avec les figures. Ces qualificatifs ne servent qu'à aider à la compréhension des figures décrites et du mode de réalisation qu'elles représentent. En particulier, le même mode de réalisation de plafonnier peut indifféremment être monté sur des surfaces orientées de différentes façons. [0032] La figure 1 représente schématiquement un habitacle de véhicule automobile, comportant un plafonnier 100 dans lequel un dispositif éclairant est disposé. En particulier, deux sorties de lumière 101, 103 par lesquelles un faisceau de lumière est envoyé respectivement en direction d'un utilisateur U, conducteur ou passager du véhicule. [0033] Le plafonnier 100 est partiellement représenté en coupe en figure 2. En particulier, une seule ouverture 101 est représentée avec un seul dispositif de génération de lumière 1. [0034] Le dispositif de génération de lumière 1 comporte en particulier un module de gé- nération de lumière d'éclairage 3. [0035] Ledit module de génération de lumière d'éclairage 3 comporte en particulier une source de lumière d'éclairage 31, par exemple une diode de forte puissance, en particulier une diode blanche typiquement de plus de 100 lumens, et un guide de lumière d'éclairage 33. Le dispositif de génération de lumière d'éclairage 3 est en particulier déporté selon une direction radiale, parallèle au plan de l'ouverture 101, 103, par rapport à ladite ouverture 101. [0036] Le guide de lumière d'éclairage 33 comporte un dioptre d'entrée 35, faisant face, à l'état assemblé, à la source de lumière d'éclairage 31. En particulier, le dioptre d'entrée 35 est réalisé sous forme de lentille, notamment de lentille asphérique, dont le foyer correspond à la position attendue de la source de lumière d'éclairage 31. Le dioptre d'entrée 35 permet alors de collimater le faisceau de lumière émis par la source de lumière d'éclairage 31. [0037] Le dioptre d'entrée 35 est réalisé sous forme de lentille dont l'axe optique d'entrée A est sensiblement confondu avec la perpendiculaire au plan de l'ouverture 101, 103. [0038] Le guide de lumière d'éclairage 31 comporte un dioptre de sortie 37, faisant face, à l'état assemblé, à une des ouvertures 101, 103 (voir figure 1). [0039] En particulier, le dioptre de sortie 37 est réalisé sous forme de lentille, plus particu- lièrement une lentille sphérique. On obtient alors une focalisation partielle permettant la création d'un faisceau lumineux dépourvu de point chaud, apparaissant ainsi plus agréable et plus uniforme. L'axe optique de sortie B de la lentille formée par le dioptre de sortie 37 est incliné par rapport à l'axe optique d'entrée A du dioptre d'entrée 35, en particulier d'un angle o supérieur à 10° et inférieur à 40°. [0040] Le foyer ou la zone de focalisation du dioptre de sortie 37 est alors situé au niveau de l'ouverture 101, 103, afin d'éviter que le faisceau ne soit vignette par ladite ouverture 101, 103 de façon trop importante, en particulier pour des considérations d'efficacité énergétique. [0041] Sur le trajet des rayons lumineux entre le dioptre d'entrée 35 et le dioptre de sortie 37 se trouve une surface de réflexion totale 39, plane et inclinée par rapport aux axes optiques d'entrée A et de sortie B. En particulier, le plan de la surface de réflexion totale 39 est bissecteur de l'angle formé par les deux axes optiques d'entrée A et de sortie B. [0042] L'angle formé entre la surface de réflexion totale 37 et l'axe optique d'entrée A est alors sensiblement égal à l'angle formé entre la surface de réflexion totale 37 et l'axe optique de sortie B. [0043] Ainsi, le faisceau lumineux collimaté par le dioptre d'entrée 35 est réfléchi par la surface de réflexion totale 39 en direction du dioptre de sortie 37, tout en étant centré sur l'axe optique dudit dioptre de sortie 37. [0044] Dans d'autres modes de réalisation, non représentés, le dioptre de sortie 37 est disposé incliné par rapport à la position qu'il présente en figure 2. Avantageusement, la réflexion sur la surface de réflexion totale 39 d'un rayon passant par l'axe optique d'entrée A passe par une portion centrale du dioptre de sortie 37. L'orientation finale du faisceau sortant du guide de lumière d'éclairage 33 peut ainsi être ajustée à la disposition relative des différents éléments entre eux et/ou à la configuration de l'habitacle. [0045] Dans encore d'autres modes de réalisation, un ou les deux dioptres 35, 37 sont réalisés sous forme de lentilles de Fresnel, permettant éventuellement une plus grande compacité dans la direction perpendiculaire aux ouvertures 101, 103. [0046] Le guide de lumière d'éclairage 33 présente ici une forme de prisme droit, dont la gé- nératrice est un quadrilatère convexe et relativement écrasé (hauteur le long de la génératrice inférieure aux longueurs des côtés de la génératrice). La surface de réflexion totale 39 est ici la surface générée par le côté du quadrilatère de plus grande longueur, et les dioptres d'entrée 35 et de sortie 37 sont situés au niveau des coins avec la surface de réflexion totale 39. 6 [0047] L'ouverture 101 représentée en figure 2 est ménagée dans une façade 4 sous forme de fenêtre transparente. La façade 4 est opaque sur la majorité de sa surface frontale, qui est la surface apparente pour les occupants du véhicule lorsque le plafonnier 100 est assemblé. La façade 4 comporte une ouverture 101 transparente située au niveau du foyer du dioptre de sortie 37. [0048] La façade 4 comporte ici une plaque de matériau transparent 41, et un revêtement ou une couche opaque 43 colorée sur la majeure partie de sa surface, exception faite des portions correspondant aux ouvertures 101, 103 (voir figure 1). [0049] Dans le mode de réalisation de la figure 2, la couche opaque 43 est relativement épaisse (quelques millimètres à lcm par exemple) et se présente sous forme de plaque en matériau plastique opaque. Selon d'autres modes de réalisation, ladite couche opaque 43 peut simplement être une couche peinte ou appliquée sur la couche transparente 41. [0050] La couche transparente 41 est en particulier recouverte sur sa surface frontale par une surface tactile 45 transparente, qui, lorsqu'un contact avec une partie du corps d'un utilisateur U (doigt, main) est détecté, allume ou éteint la source de lumière d'éclairage 31. [0051] La ou les ouvertures 101, 103 présentent en particulier une transparence comprise entre 10 et 90% dans le domaine spectral visible. La plaque transparente 41 les composant peut cependant être teintée dans la masse avec des colorants sombres ou noirs, de sorte à ramener la transparence à 10 à 50%, au moins au niveau des ouvertures 101, 103, mais idéalement sur toute la surface apparente. [0052] Ces valeurs de transparence (en tant que rapport de la lumière entrante et la lumière sortante en tenues de puissance sur tout le spectre visible, de 400 à 800nm de longueur d'onde), avec une teinte sombre, permettent de rendre les ouvertures imperceptibles en l'absence d'éclairage à travers celles-ci. A la lumière du jour par exemple, la surface apparente du plafonnier 100 apparaît alors uniforme, sombre et brillante. Cet effet est apprécié pour des raisons esthétiques. [0053] La surface tactile 45 (voir figure 2), ou au moins une portion (le sa surface active est avantageusement limitée à la surface délimitée par les ouvertures 101, 103 et éventuellement leur voisinage immédiat. [0054] La figure 3 est une représentation en perspective d'un dispositif de génération de lumière 1 selon une variante de l'invention. [0055] Dans ce mode de réalisation, le dispositif de génération de lumière 1 comporte en outre un module de génération de lumière de délimitation 5. [0056] Le module de génération de lumière de délimitation 5 comporte une source de lumière de délimitation 51, ici une diode électroluminescente de puissance relativement plus faible que celle de la source de lumière d'éclairage 31, par exemple une à 7 quelques dizaines de lumens. [0057] Le module de génération de lumière de délimitation 5 comporte aussi un guide de lumière de délimitation 53, se présentant sous forme d'une portion de tube, générée par un arc de cercle le long d'une direction perpendiculaire au plan contenant les ouvertures 101, 103. [0058] Le contact avec la surface tactile 45 peut alors être utilisé pour respectivement éteindre ou allumer la source de lumière de délimitation 53 lorsque la source de lumière d'éclairage 31 est allumée ou éteinte. [0059] Le guide de lumière de délimitation 53 est réalisé en PMMA haute transparence, éventuellement coloré. Il présente à une extrémité un dioptre d'entrée 55 plan, situé face à la source de lumière de délimitation 53. A l'extrémité opposée au dioptre d'entrée 55, le guide de lumière de délimitation 53 comporte un dioptre de sortie 57. [0060] En particulier, le dioptre d'entrée 55 du guide de lumière de délimitation 53 occupe un arc de cercle moins étendu que l'arc de cercle qu'occupe le dioptre de sortie 57. En conséquence, le guide de lumière de délimitation 53 s'évase en partant du dioptre d'entrée 55 vers le dioptre de sortie 57. [0061] Le guide de lumière de délimitation 53 comporte aussi un renfoncement diffuseur 59, disposé dans sa portion centrale en forme de triangle avec une pointe orientée vers le dioptre d'entrée 55. [0062] Le renfoncement diffuseur 59, en interposant des dioptres PMMA/air sur le passage de rayons lumineux dévie une portion de ceux-ci en direction des bords latéraux, et contribuent ainsi à uniformiser l'aspect lumineux du dioptre de sortie 57 du guide de lumière de délimitation 53 tel que le perçoit un utilisateur U à travers la façade 4. [0063] Un cache optique 7 opaque au rayonnement utilisé est inséré entre le guide de lumière de délimitation 53 et le guide de lumière d'éclairage 33. Le cache optique 7 est ici une plaque rectangulaire, notamment de matériau plastique, courbée et ajustée au guide de lumière de délimitation 53 et s'étendant de la source de lumière de délimitation 51 au dioptre de sortie 55 dudit guide de lumière de délimitation 53 pour l'isoler du guide de lumière d'éclairage 33. [0064] La lumière du module de génération de lumière de délimitation 5 sert alors à indiquer et délimiter aux occupants la portion de surface frontale sur laquelle presser un doigt ou une main pour allumer et/ou éteindre la source de lumière d'éclairage 31. [0065] Le cache optique 7 permet de limiter la fuite de rayonnement issu de la source de lumière de délimitation 51 dans le guide de lumière d'éclairage 33 et inversement. Ledit cache optique 7 permet ainsi d'éviter que l'ouverture 101 ou le dioptre de sortie 57 du guide de lumière de délimitation ne soit visible alors que la source de lumière 31. 51 associée est éteinte. [0066] La figure 4 est une représentation schématique du dispositif 1 de la figure 3, en par- 8 ticulicr des guides de lumière d'éclairage 33 et de délimitation 53, avec le cache optique 7 entre les deux, en éclaté et en vue de dessus (depuis le côté sources de lumière 51, 31). [0067] Seule la partie opposée à la surface de réflexion totale 39 du guide de lumière d'éclairage est visible en figure 4, et son extrémité est arrondie pour correspondre à la forme du cache optique 7 et du guide de lumière de délimitation 53. [0068] Comme visible en figure 4, l'extrémité arrondie du guide de lumière d'éclairage 33, le cache optique 7 et le guide de lumière de délimitation 53 s'emboîtent du fait de leur forme arrondie ou en arc de cercle. Le dispositif de guidage de lumière 1 ainsi obtenu est en conséquence compact, et les différents éléments peuvent simplement être collés ou être maintenus par coopération de forme. [0069] A l'état assemblé du plafonnier 100, l'emplacement de l'ouverture 101 est représenté en figure 4 sous forme de cercle pointillé. En particulier, le foyer F du dioptre de sortie 37 est situé au niveau du centre dudit emplacement. [0070] L'ouverture 101, le cache optique 7 et le guide de lumière de délimitation 53 sont ainsi sensiblement concentriques en vue de dessus, le centre commun des cercles et arcs de cercle étant alors le foyer F du dioptre de sortie 37 du guide de lumière d'éclairage 33. Le dioptre de sortie 57 du guide de lumière de délimitation détoure alors l'ouverture 101, et forme ainsi un repère visuel pour la surface tactile 45 responsable de l'actionnement au moins des sources de lumière 31, 51 du plafonnier 100. [0071] La figure 5 est une représentation schématique d'un plafonnier 100 comportant deux dispositifs de génération de lumière la et lb, un pour le côté conducteur et un pour le côté passager. [0072] Chacun des dispositifs de génération de lumière la, lb est disposé dans une position symétrique par rapport à l'autre, chacun au niveau d'une des deux ouvertures 101, 103. [0073] Le faisceau lumineux issu du module de génération de lumière d'éclairage 3 du premier dispositif la est dirigé vers une position attendue d'un premier utilisateur Ua, par exemple le conducteur du véhicule. La position attendue dudit premier utilisateur Ua est alors le siège conducteur du véhicule. [0074] Le faisceau lumineux issu du module de génération de lumière d'éclairage 3 du deuxième dispositif lb est dirigé vers une position attendue d'un deuxième utilisateur Ub par exemple le passager avant du véhicule. La position attendue dudit premier utilisateur Ub est alors le siège passager avant du véhicule. [0075] Le plafonnier 100 ainsi obtenu peut aisément être disposé au niveau du rétroviseur d'un véhicule usuel. Les faisceaux d'éclairage sont alors dirigés vers les occupants (passager avant Ub et conducteur Ua) de façon à leur permettre de lire une carte, trouver un objet ou autre. La lumière du module de génération de lumière de délimitation 3 permet de rendre visible les zones sur lesquelles une pression déclenchera 9 l'émission d'un faisceau de lumière d'éclairage, en particulier dans un environnement sombre, par exemple la nuit ou dans un tunnel ou garage. [Revendication I] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]