Brevet FR3142564A1 — publié le 20240531

L’invention concerne un ensemble d’un boîtier (20) pour le couplage d’un guide de lumière (23) avec une source de lumière. L’ensemble comporte : une carte électronique (21) ayant ladite source de lumière ; un guide de lumière (23); ledit guide de lumière (23) comportant une extrémité faisant face à ladite source de lumière ; un jeu entre la source de lumière et ladite extrémité du guide de lumière (23) ; un support (26) à la carte électronique (21), ledit support (26) comporte un élément de rattrapage configuré pour exercer une force de pression sur la carte électronique (21) par rapport au boîtier (20), l’élément de rattrapage comporte une liaison pivot (27) avec un boîtier (20) et ledit élément de rattrapage est mobile en rotation entre une position haute et une position basse. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Ensemble d’un boîtier pour le couplage d’un guide de lumière Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un ensemble d’un boîtier pour le couplage d’un guide de lumière. Elle s’applique, en particulier, dans le domaine du guidage de lumière optique. Dans le monde de l’automobile, l’électrique ne cesse de s’intégrer dans la fabrication des véhicules à tel point que l’utilisation de guides de lumière est nécessaire. Le guide de lumière est utilisé pour différentes longueurs d'onde dans le visible, l'ultraviolet, le proche et moyen infrarouge grâce à l'utilisation de différents types de fibre optique dans différents diamètres de cœur ou gaine optique. Certains documents de l'art antérieur proposent également des dispositifs de guidage de lumière. On connaît par exemple le document de publication CA3074726 qui utilise du guidage de lumière couplé au réseau concentrant la lumière et redirigeant par diffraction. Dans le domaine de la voiture électrique, les guides de lumière sont très utilisés et sont accompagnés par des sources de lumière par exemple des DEL. La DEL est l'acronyme de Diode ElectroLuminescente, elle est généralement appelée par son sigle anglais LED (acronyme de Light Emitting Diode en terminologie en anglais) aussi appelée "diode émettant de la lumière"). La diode électroluminescente est un composant de plus en plus utilisé dans différents domaines tels que l'éclairage, les écrans de téléviseurs, les écrans d'ordinateurs ou la décoration. Certains documents de l'art antérieur proposent également des dispositifs avec des diodes électroluminescentes dans une voiture. On connaît par exemple le document de publication WO2019214974 qui comporte un élément d’habillage pour une partie avant de voiture comprenant un dispositif d’éclairage. Ce dispositif d’éclairage contient des diodes électroluminescentes. Présentation de l'invention La présente invention vise à remédier à ces inconvénients avec une approche totalement novatrice. Plus précisément, l’invention a pour objectif de fournir un ensemble permettant d’avoir une bonne diffusion de la lumière et résistant aux vibrations entre une source de lumière et un guide de lumière. En particulier, un objectif de l’invention est de fournir une telle technique permettant lors du montage de la pièce sur un véhicule d’assurer que le montage soit réussi et s’affranchir de tout autre ensemble de réglage complexe. Un autre objectif de l’invention est de fournir une telle technique qui soit peu coûteuse à mettre en œuvre et qui ne nécessite pas d’entretien particulier. Un objectif de l’invention est de fournir une telle technique, qui puisse être adaptée aisément à des ensembles existants. Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints, selon un premier aspect, à l’aide d’un ensemble d’un boîtier pour le couplage d’un guide de lumière avec une source de lumière, remarquable en ce que l’ensemble comporte : - une carte électronique ayant ladite source de lumière ; - un guide de lumière ; ledit guide de lumière comportant une extrémité faisant face à ladite source de lumière ; - un jeu entre la source de lumière et ladite extrémité du guide de lumière - un support à la carte électronique, ledit support comporte un élément de rattrapage configuré pour exercer une force de pression sur la carte électronique par rapport au boîtier, l’élément de rattrapage comporte une liaison pivot avec un boîtier et ledit élément de rattrapage est mobile en rotation entre une position haute et une position basse. On entend par jeu la distance entre les éléments. Ainsi, la carte électronique s’incline pour suivre les vibrations possibles et assurer que la diffusion de la lumière soit toujours au maximum en respectant un jeu entre la source de lumière et l'extrémité du guide de lumière. Le guidage en rotation a été préféré au guidage en translation pour sa robustesse et sa fiabilité : pas de risque d’arc-boutement, liaison pivot facile à mettre en œuvre. L’invention est avantageusement mise en œuvre selon les modes de réalisation et les variantes exposées ci-après, lesquelles sont à considérer individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante. Dans un mode de réalisation, l’élément de rattrapage est un ressort comportant deux extrémités, l’une des extrémités est positionnée dans logement du boitier et l’autre extrémité est plaquée contre la carte électronique, le support comporte un ergot positionné dans le ressort et configuré pour guider le ressort lors de ses déformations. Dans un mode de réalisation, la carte électronique comporte un microcontrôleur configuré pour alimenter la source de lumière ; la carte électronique est reliée à une alimentation électrique. Dans un mode de réalisation, ledit guide de lumière est entouré d’un réflecteur configuré pour augmenter ou garantir la diffusion de la lumière. Dans un mode de réalisation, ladite source de lumière est une diode électroluminescente. Dans un mode de réalisation, la distance entre la diode électroluminescente et le guide de lumière est comprise entre 0,2 et 2 mm, de préférence autour de 0,4 mm. Dans un mode de réalisation, l’angle d’inclinaison du support de la carte électrique est compris entre -3° et 3° par rapport au plan longitudinal de la carte support en position neutre ; -3° et 3° correspond à la position haute et une position basse et permet d’avoir un rattrapage du jeu. Dans un mode de réalisation, l’extrémité du boîtier où se trouve le guide de lumière comprend un joint torique et un capot. Ainsi, le joint permet d’avoir une étanchéité. Dans un mode de réalisation, le joint torique permet d’avoir une étanchéité et le capot de protéger les éléments de l’ensemble. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un véhicule comportant l’une des caractéristiques décrites ci-avant. Les avantages, buts et caractéristiques particuliers du véhicule étant similaires à ceux de l’ensemble objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. Brève description des figures D’autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description qui suit faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels : La représente un schéma de principe des différents éléments objets de la présente invention ; La représente trois courbes en simulation ; La représente un schéma de principe des différents éléments selon un exemple de réalisation ; La représente un schéma de principe des différents éléments dans une position différente du support de la carte électronique de la présente invention ; La représente une partie du dessin technique des différents éléments objets de la présente invention ; La représente l’ensemble du dessin technique des différents éléments de la présente invention ; La représente l’ensemble du boîtier en vue éclatée des différents éléments objets de la présente invention selon un exemple de réalisation. La montre un schéma de principe des différents éléments, il s’agit d’une vue en deux dimensions de l’ensemble. La est composé de deux ensembles. Le premier ensemble se compose d’un boîtier 20, d’une carte électronique 21 et d’une source lumineuse. Selon un exemple de réalisation, le boîtier 20 est un objet rectangulaire avec une ouverture de forme cylindrique sur l’un de ses côtés. Selon un exemple de réalisation, la carte électronique 21 est une plaque qui est positionnée verticalement. Selon un exemple de réalisation, la source lumineuse est un objet de forme carrée. Selon un exemple de réalisation, la carte électronique 21 et la source lumineuse sont situées dans le boîtier 20. Selon un exemple de réalisation, la carte électronique 21 et la source lumineuse sont connectées ensemble. Selon un exemple de réalisation, la carte électronique 21 est un PCBA. L’acronyme du PCBA veut dire en anglais « Printed Circuit Board Assembly », en français cela veut dire « assemblage de circuits imprimés ». Selon un exemple, la source lumineuse est un composant optoélectronique. Le composant optoélectronique est une diode électroluminescente 22. La carte électronique 21 et la diode électroluminescente 22 se situent à l’intérieur du boîtier 20. Le second ensemble se compose d’un guide de lumière 23 et d’un réflecteur 24. Selon un exemple de réalisation, le guide de lumière 23 est un cylindre plein. Ledit réflecteur 24 est un cylindre creux. Selon un exemple de réalisation, le réflecteur 24 s’emboîte dans l’ouverture cylindrique du boîtier. Le guide de lumière 23 consiste à guider la lumière émise par la diode électroluminescente 22. Selon un exemple de réalisation, le guidage de lumière est entouré partiellement par le réflecteur 24. Selon un exemple de réalisation, le guidage de lumière comporte une extrémité qui fait face à la diode électroluminescente 22. L’ensemble comporte un jeu entre la diode électroluminescente 22 et le guide de lumière 23. Cette zone où se trouve le jeu se nomme la zone de couplage. Ce jeu est nécessaire pour éviter les pertes de lumière à l’entrée du guide de lumière 23. La figure suivante explique ces pertes. La zone de couplage doit posséder un jeu axial précis pour minimiser la perte d’efficacité de l’ensemble. Les pertes de lumière à l’entrée du guide de lumière 23 augmentent significativement avec la distance séparant la diode électroluminescente 22 et la surface d’entrée du guide de lumière 23. La montre trois courbes en simulation. Ces trois courbes sont indiquées dans un graphique avec en ordonnée le pourcentage de lumière perdue dans l’ensemble et en abscisse la distance entre la diode électroluminescente et le guide de lumière. Ces trois courbes marquées par des points, commencent à environ 0.2 mm et se terminent à environ 2.2 mm. La première courbe est marquée par des losanges. Ces losanges indiquent des données de simulations précises. Selon un exemple de réalisation, la première courbe représente un diamètre de 3 mm pour un guide de lumière 23. La perte de lumière est d’environ 10% au début de la courbe et d’environ 73% à a fin. Selon un exemple de réalisation, pour une distance entre la diode électroluminescente 22 et la guide de lumière 23 de 1,6 mm, l’ensemble perd 60 % de lumière. La seconde courbe est marquée par des carrés. Ces carrés indiquent des données de simulation précises. Selon un exemple de réalisation, la seconde courbe représente un diamètre de 4 mm pour un guide de lumière 23. La perte de lumière est d’environ 9% au début de la courbe et d’environ 60% à a fin. Selon un exemple de réalisation, pour une distance de 0,8 mm entre la diode électroluminescente 22 et le guide de lumière 23, l’ensemble perd 20 % en lumière. La troisième courbe est marquée par des triangles. Ces triangles indiquent des données de simulation précises. Selon un exemple de simulation, la troisième courbe représente un diamètre de 5 mm pour un guide de lumière 23. La perte de lumière est d’environ 8% au début de la courbe et d’environ 58% à a fin. Selon un exemple de réalisation, pour une distance de 1,2 mm entre la diode électroluminescente 22 et le guide de lumière 23, l’ensemble perd 25 % en lumière. Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention. La reprend certains éléments de la . Certains éléments ont été ajoutés dans le premier ensemble. Ces nouveaux éléments se composent d’une plaque positionnée à la verticale (selon la figure) et d’un élément de rappel qui fait la jonction entre le boîtier 20 et la carte électronique 21. Ladite plaque est située sur la face droite de la carte électronique 21. Selon un exemple de réalisation, la plaque est un support de fixation pour la carte électronique 21. Le support 26 consiste à maintenir la carte électronique 21 et à garder l’axialité entre la diode électroluminescente 22 et le guidage de lumière. Selon un exemple de réalisation, l’élément qui fait la jonction entre le boîtier 20 et la carte électronique 21 est un ressort 25. Ledit élément de rappel consiste à avoir un rattrapage d’un jeu entre la diode électroluminescente 22 et le guide de lumière 23. Le jeu peut être dû aux tolérances d’assemblage des différentes pièces entre le réflecteur 24 et le boîtier 20 ou aux conditions d’utilisation (vibrations par exemples). Selon un mode de réalisation, le support 26 comporte une liaison pivot 27 qui se situe sur l’extrémité bas du support 26. La liaison pivot 27 consiste à rendre la diode électroluminescente 22 mobile en rotation par rapport à l’axe passant par la liaison pivot 27. La liaison pivot 27 a pour but de maintenir à la distance requise l’entrée du guide de lumière 23 au moyen d’un ressort 25. Selon un exemple de réalisation, le support 26 consiste à guider la carte électronique 21 et à laisser un seul degré de liberté. Ledit degré de liberté dans cet ensemble est une rotation. La montre certains éléments de la et de la . La représente l’ensemble lorsque le support 26 et la carte électronique 21 sont inclinés. Selon un exemple de réalisation, cette inclinaison est due à un angle d’inclinaison de la liaison pivot 27. Selon un exemple de réalisation, la longueur du support 26 doit être suffisante pour que l’angle d’inclinaison de la diode électroluminescente 22 par rapport à l’axe du guide de lumière ne dégrade pas l’efficacité optique. Selon un exemple de réalisation, un angle d’inclinaison de ±3° autour de la position nominale a un effet négligeable sur la quantité de lumière entrant dans le guide. Cette rotation de ±3° est suffisante pour permettre de rattraper le jeu de ±1 mm voire ±1,5 mm et garder une distance constante entre la diode électroluminescente 22 et l’entrée du guide de lumière 23. Le ressort 25 se détend et la carte électronique est légèrement comprimée. La montre un dessin technique. Le dessin technique reprend certains éléments de la , 3 et de la . Le dessin technique montre une vue partielle d’un ensemble selon la présente invention. La vue est centrée sur le jeu entre la diode électroluminescente 22 et le guide de lumière 23. Sur la vue partielle est visible une partie du ressort 25. Le support de la carte électronique comprend un logement qui est visible sur la vue partielle. Ce logement est situé entre la diode électroluminescente 22 et le guide de lumière 23. Selon un exemple de réalisation, le logement du support ne doit pas comporter de la poussière ou des résidus sur sa surface. Selon un exemple de réalisation, la matière du support de la carte électronique est du POM. Le POM est l’abrégé de PolyOxyMéthylène qui est un polymère thermoplastique. Selon un exemple de réalisation, la matière du guide de lumière 23 est le PMMA. Le PMMA est l’abrégé de PolyMéthacrylate de Méthyle qui est un polymère thermoplastique hautement transparent, obtenu par polymérisation du monomère méthacrylate de méthyle. La montre une vue de l’ensemble selon un exemple de réalisation. Certains éléments sont repris de la , 3, 4 et la . L’ensemble total comporte d’autres éléments inapparents sur les autres figures. Cette vue d’ensemble comprend le logement du ressort 25. Selon un exemple de réalisation, le ressort est logé dans une cavité du boîtier et dans un ergot du support de la carte électronique. Selon un exemple de réalisation, la liaison pivot 27 comporte une cale située sur le côté de l’élément de rotation. Ladite cale est une butée. Le rôle de la butée consiste à garder un seul degré de liberté à la liaison pivot 27. La est une vue éclatée en perspective selon un exemple de réalisation. Cette vue montre l’ensemble avant le montage des différents éléments. Les seuls éléments non indiqués sont le guide de lumière 23 et le réflecteur 24. Selon un exemple de réalisation, l’ensemble comporte un joint torique 28 et un capot 29. Le joint torique 28 est un anneau circulaire de section ronde en caoutchouc, qui est monté dans une gorge et qui est comprimé pour empêcher le passage d'un fluide. Le joint rend l’ensemble étanche lors de manipulation ou de transport du boitier. La capot 29 a la forme d'une couverture relevable qui permet de protéger les différents composants de l’ensemble. Selon un exemple de réalisation, le support de la carte électronique comporte plusieurs trous pour l’emboîter avec la carte électronique 21. Il est souligné que toutes les caractéristiques, telles qu’elles se dégagent pour un homme du métier à partir de la présente description, des dessins et des revendications attachées, même si concrètement elles n’ont été décrites qu’en relation avec d’autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d’autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n’a pas été expressément exclu ou que des circonstances techniques rendent de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens. Ensemble d’un boîtier (20) pour le couplage d’un guide de lumière (23) avec une source de lumière, caractérisé en ce que l’ensemble comporte : - une carte électronique (21) ayant ladite source de lumière ; - un guide de lumière (23); ledit guide de lumière (23) comportant une extrémité faisant face à ladite source de lumière ; - un jeu entre la source de lumière et ladite extrémité du guide de lumière (23) - un support (26) à la carte électronique (21), ledit support (26) comporte un élément de rattrapage configuré pour exercer une force de pression sur la carte électronique (21) par rapport au boîtier (20), l’élément de rattrapage comporte une liaison pivot (27) avec un boîtier (20) et ledit élément de rattrapage est mobile en rotation entre une position haute et une position basse. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel l’élément de rattrapage est un ressort (25) comportant deux extrémités, l’une des extrémités est positionnée dans logement du boitier et l’autre extrémité est plaquée contre la carte électronique (21), le support (26) comporte un ergot positionné dans le ressort et configuré pour guider le ressort lors de ses déformations. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la carte électronique comporte un microcontrôleur configuré pour alimenter la source de lumière ; la carte électronique est reliée à une alimentation électrique. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel ledit guide de lumière (23) est entouré d’un réflecteur (24) configuré pour augmenter ou garantir la diffusion de la lumière. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel ladite source de lumière est une diode électroluminescente (22). Ensemble selon la revendication 5, dans lequel la distance entre la diode électroluminescente (22) et le guide de lumière (23) est comprise entre 0,2 et 2 mm, de préférence autour de 0,4 mm. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel l’angle d’inclinaison du support (26) de la carte électrique est compris entre -3° et 3° par rapport au plan longitudinal de la carte support (26) définissant une position neutre. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel l’extrémité du boîtier où se trouve le guide de lumière (23) comprend un joint torique (28) et un capot (29). Véhicule comportant l’ensemble selon l’une des revendications 1 à 8.