Brevet FR3143721A1 — publié le 20240621

Dispositif lumineux. Dispositif lumineux comprenant un dispositif optique et un premier circuit imprimé sur lequel est fixée une source de lumière comprenant une zone émettrice de rayons lumineux et un boîtier de protection entourant la zone émettrice de rayons lumineux, une première hauteur du boîtier de protection par rapport à une surface plane du premier circuit imprimé, mesurée selon une première direction dirigée vers le dispositif optique perpendiculairement à ladite surface plane, étant supérieure à une deuxième hauteur de la zone émettrice de rayons lumineux par rapport à la surface plane mesurée selon la première direction, caractérisé en ce qu’une première surface du boîtier orientée vers la zone émettrice de rayons lumineux et comprise entre la première hauteur et la deuxième hauteur est définie de manière à empêcher que des rayons issus de la zone émettrice de rayons lumineux se réfléchissent sur ladite première surface et atteignent le dispositif optique. Figure pour l’abrégé : 8 Dispositif lumineux pour véhicule automobile. L’invention concerne un dispositif lumineux pour véhicule automobile. Aujourd’hui, les optiques de véhicules automobiles comprennent des sources lumineuses de type LED ultra-pixellisées permettant de projeter des images de forme variées. Toutefois, l’utilisation d’une telle source lumineuse dans un optique de véhicule peut générer des effets indésirables. En effet, la netteté des images projetées par la source lumineuse peut être pénalisée par des phénomènes de réflexion des rayons issus de la zone émettrice de rayons lumineux sur des éléments situés dans l’optique et à proximité de la zone émettrice de rayons lumineux. En particulier, des réflexions lumineuses peuvent être causées par une surface réfléchissante d’un boîtier de protection, ladite surface réfléchissante surplombant la zone émettrice de rayons lumineux de la source lumineuse. Le but de l’invention est de fournir un dispositif lumineux permettant de pallier les contraintes précédemment décrites. En particulier, l’invention permet de réaliser un dispositif lumineux qui soit simple et fiable et qui permette de filtrer des réflexions lumineuses sur un boîtier de protection bordant la zone émettrice de rayons lumineux du dispositif lumineux. A cet effet, l’invention porte sur un dispositif lumineux comprenant un dispositif optique et un premier circuit imprimé sur lequel est fixée une source de lumière comprenant une zone émettrice de rayons lumineux et un boîtier de protection entourant la zone émettrice de rayons lumineux, une première hauteur du boîtier de protection par rapport à une surface plane du premier circuit imprimé, mesurée selon une première direction dirigée vers le dispositif optique perpendiculairement à ladite surface plane, étant strictement supérieure à une deuxième hauteur de la zone émettrice de rayons lumineux par rapport à la surface plane mesurée selon la première direction. De plus, une première surface du boîtier orientée vers la zone émettrice de rayons lumineux et comprise entre la première hauteur et la deuxième hauteur est définie de manière à empêcher que des rayons issus de la zone émettrice de rayons lumineux se réfléchissent sur ladite première surface et atteignent le dispositif optique. Dans un mode de réalisation du dispositif lumineux, le boîtier recouvre et/ou protège des connexions électriques reliant le premier circuit imprimé à la source lumineuse et/ou la première hauteur est déterminée par l’encombrement des connexions électriques. Dans un mode de réalisation du dispositif lumineux, la première surface est une surface plane s’étendant entre la zone émettrice de rayons lumineux et une surface supérieure du boitier. De plus, la première surface est perpendiculaire à la fois à la zone émettrice de rayons lumineux et à la surface supérieure, un premier angle formé entre la première surface et la surface supérieure étant égal à 90 degré et présentant un profil arrondi de rayon strictement inférieur à 50 micromètres. Dans un mode de réalisation du dispositif lumineux, la première surface est une surface plane bordant la zone émettrice de rayons lumineux et un deuxième angle formé entre la première surface et la zone émettrice de rayons lumineux est strictement supérieur à 160 degrés ou - le deuxième angle est strictement inférieur à 90 degrés. Dans un mode de réalisation du dispositif lumineux, la première surface est grainée et la rugosité d’un grainage de la première surface est strictement supérieure à 8 micromètres. Dans un mode de réalisation du dispositif lumineux, une rainure est réalisée au niveau d’une surface supérieure du boîtier, à proximité de la première surface, et la rainure délimite une languette de boîtier supportant la première surface. Dans un mode de réalisation du dispositif lumineux, la languette de boîtier s'étend au-dessus de la première surface. Dans un mode de réalisation du dispositif lumineux, la première surface est convexe, et un centre de courbure de la première surface et la source de lumière se situent d’un même côté de la première surface. Les dessins annexés représentent, à titre d’exemple, un mode de réalisation d’un dispositif lumineux selon l’invention. La représente schématiquement un mode de réalisation d’un dispositif lumineux selon l’invention La représente schématiquement une vue en coupe d’un circuit imprimé sur lequel sont fixés une zone émettrice de rayons lumineux et un boîtier de protection. La illustre un mode de réalisation d’une source lumineuse. La illustre des réflexions lumineuses sur un boîtier de protection dans un mode de réalisation du boîtier sans mise en œuvre de l’invention. La représente un boîtier de protection selon un premier mode de réalisation de l’invention. La illustre des réflexions lumineuses sur un boîtier de protection selon le premier mode de réalisation de l’invention. La représente un boîtier de protection selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. La illustre des réflexions lumineuses sur un boîtier de protection selon le deuxième mode de réalisation de l’invention. La représente un boîtier de protection selon un troisième mode de réalisation de l’invention. La illustre des réflexions lumineuses sur un boîtier de protection selon le troisième mode de réalisation de l’invention. Un premier mode de réalisation d’un dispositif lumineux selon l’invention est représenté par la . Le dispositif lumineux 10 comprend principalement, - une source de lumière 1 comprenant une zone émettrice de rayons lumineux 11, et un boîtier de protection 12 entourant la zone émettrice de rayons lumineux 11, - un premier circuit imprimé 2 présentant une surface 21 sur laquelle sont fixés la zone émettrice de rayons lumineux 11 et le boîtier de protection 12, et - un dispositif optique 3, pouvant être par exemple une lentille. Préférentiellement, la source de lumière 1 est une LED, dont la structure est détaillée par les figures 2 et 3. En remarque, dans les figures 2 et 3, le boitier 12 est représenté selon un premier mode de réalisation qui est décrit plus loin dans le document. De plus, d’autres modes de réalisation du boitier 12, notamment un deuxième et un troisième mode de réalisation, sont également décrits plus loin dans ce document. La fournit une première représentation schématique de la zone émettrice de rayons lumineux 11 entourée par le boîtier de protection 12. La zone émettrice de rayons lumineux 11 se décompose en une première-zone 111 dite active comprenant de la matière émettrice de photons, et une seconde zone 112 dite technique ne comprenant pas de matière émettrice de photons. La zone active 111 comprend une matière physique qui émet des photons quand elle est traversée par un courant électrique, générant ainsi une lumière bleue. La zone active 111 comprend également une couche de phosphore qui transforme la lumière bleue en lumière blanche. La zone active 111 est également nommée « matrice de pixels ». La matière émettrice de photons est décomposée en pixels. Chaque pixel peut être commandé individuellement pour émettre des photons. Chaque pixel de la matrice 111 est apte à émettre des rayons lumineux sur 180 degrés. Dans un mode de réalisation, la matrice de pixels 111 peut comprendre 25000 pixels. La zone active 111 définit un cône d’émission 4 de la source lumineuse, le cône d’émission étant plus spécifiquement représenté sur la . Afin de projeter une zone lumineuse la plus nette possible, les rayons lumineux contenus dans le cône d’émission 4 doivent être directement issus de la zone active 111. En d’autres termes, il n’est pas souhaitable que des rayons réfléchis soient contenus dans le cône d’émission 4. La zone technique 112 se situe en périphérie de la zone active 111. En d’autres termes, la zone technique 112 est une fine bande qui borde le pourtour de la zone active 111 et qui n’émet pas de lumière. L’ordre de grandeur de la largeur de la zone technique 112 est de 500 microns, voire de 300 microns. Dans un mode de réalisation préféré, le boîtier de protection 12 est une résine de protection 12 moulée autour de la zone technique 112. Dans la suite du document, les termes « boîtier de protection » et « résine de protection » sont indifféremment utilisés. La zone émettrice de rayons lumineux 11 et la résine de protection 12 sont fixées sur une surface plane 21 du premier circuit imprimé 2. On définit une première direction d1, perpendiculaire à la surface plane 21 du premier circuit imprimé 2, la direction d1 étant orientée vers le dispositif optique 3. Dans le mode de réalisation décrit, une première hauteur h1 de la résine de protection 12 par rapport à la surface plane 21, mesurée selon la première direction d1, est strictement supérieure à une deuxième hauteur h2 de la zone émettrice de rayons lumineux 11 par rapport à la surface plane 21, mesurée selon la première direction d1. Autrement dit, la hauteur h1 de la résine de protection 12 dépasse la hauteur h2 de la zone émettrice de rayons lumineux 11. Par exemple la hauteur h1 est strictement supérieure à la hauteur h2, la différence Δh entre les deux hauteurs pouvant être, par exemple, de 0,2 à 0,3 millimètre. La représente schématiquement la source de lumière 1, ou LED 1, comprenant la zone émettrice de rayons lumineux 11 et la résine de protection 12 précédemment décrites. Dans cette vue plus détaillée, la structure de la LED 1 apparait plus précisément. Notamment, la matrice de pixels 111 est représentée associée à une matrice de commutateurs 13, également appelée « matrice de switchs 13 ». La LED 1 comprend également un deuxième circuit imprimé 14 destiné à commander la matrice de switchs 13. L’ensemble constitué par la matrice de pixels 111 et la matrice de switchs 13 est fixé sur le deuxième circuit imprimé 14, par exemple par soudure. Le deuxième circuit imprimé 14 permet de commander indépendamment l’état de chaque pixel de la LED 1 comme étant éclairé ou éteint. Un réseau de connexions filaires 15 permet de piloter chacun des pixels. Les connexions filaires 15 sont disposées entre la surface émettrice 11 et le deuxième circuit imprimé 14. La résine de protection 12 a pour rôle de protéger le réseau de connexions filaires 15. A cet effet, la résine protectrice 12 enveloppe complètement le réseau de connexions filaires 15. Ainsi, l’écart de hauteur Δh entre la surface émettrice 11 et la résine de protection 12 est dû au volume occupé par le réseau de connexions filaires 15 et au surplus d’épaisseur de résine nécessaire pour envelopper les extrémités des connexions filaires 15 reliées à la surface émettrice 11. De plus, pour une meilleure isolation thermique du réseau de connections filaires, la résine protectrice est préférentiellement de couleur claire, afin de ne pas absorber la chaleur. La surépaisseur de la résine de protection 12, et sa capacité à réfléchir la lumière contribuent à générer des réflexions lumineuses parasites dans la LED 1. En effet, dans un mode de réalisation décrit par la d’un boîtier 17 sans mise en œuvre de l’invention, le boîtier 17 peut comprendre une surface au moins partiellement arrondie 171 bordant la surface émettrice 11. Ainsi, sans mise en œuvre de l’invention, la géométrie du boîtier 17 peut permettre à un rayon lumineux R1 issu de la zone émettrice 11 de se réfléchir sur une surface du boîtier, notamment sur un bord arrondi du boîtier 17 et générer un faisceau de rayons R2, certains rayons étant contenus dans le cône 4 et atteignant le dispositif optique 3. Afin de limiter la quantité de rayons lumineux réfléchis atteignant le dispositif optique 3, un boîtier 12 selon l’invention comprend une première surface 121 orientée vers la zone émettrice de rayons lumineux 11 et comprise entre la première hauteur h1 et la deuxième hauteur h2, la première surface étant définie de manière à empêcher que des rayons issus de la zone émettrice de rayons lumineux 11 se réfléchissent sur ladite première surface 121 et atteignent le dispositif optique 3. Dans un mode de réalisation avantageux, toutes les surfaces 121 du boitier orientées vers la zone émettrice de rayons lumineux 11 et comprises entre la première hauteur h1 et la deuxième hauteur h2 sont définies de manière à empêcher que des rayons issus de la zone émettrice de rayons lumineux 11 se réfléchissent sur ces surfaces 121 et atteignent le dispositif optique 3. Dans la suite du document, on nomme « surface 121 » ou « première surface 121 » la ou les premières surfaces 121 définies de manière à empêcher que des rayons issus de la zone émettrice de rayons lumineux 11 se réfléchissent sur ces surfaces 121 et atteignent le dispositif optique 3. En références aux figures 5 à 10, on décrit ci-après différents modes de réalisation de la surface 121. Dans les modes de réalisation décrits, la première surface 121 est une surface plane bordant la zone émettrice de rayons lumineux 11. Un premier mode de réalisation de la surface 121 est détaillé par la . Dans ce mode de réalisation, la première surface 121 s’étend entre la zone émettrice de rayons lumineux 11 et une surface supérieure 122 du boitier 12. De plus, la première surface 121 est perpendiculaire à la fois à zone émettrice de rayons lumineux 11 et à la surface supérieure 122. Par ailleurs un premier angle 123 formé entre la première surface 121 et la surface supérieure 122 est égal à 90 degré. En outre, le premier angle 123 présente un arrondi 125 de rayon strictement inférieur à 50 micromètres. Comme illustré par la , dans le premier mode de réalisation de l’invention, un rayon R3 issu de la zone émettrice 11 peut se réfléchir sur la première surface 121. Dans ce cas, la réflexion génère un rayon réfléchi R4, qui est sensiblement symétrique au rayon R3 selon un axe de symétrie perpendiculaire à la surface 121. Le rayon R4 ainsi produit traverse le cône 4 sans atteindre le dispositif optique 3. Un deuxième mode de réalisation de la surface 121 est détaillé par la . Dans ce mode de réalisation, un deuxième angle 124 formé entre la première surface 121 et la zone émettrice de rayons lumineux 11 est strictement supérieur à 135 degrés, voire 140 degrés, voire 150 degrés. Ainsi, des rayons rasants issus de la zone émettrice - c’est-à-dire des rayons dont la trajectoire est proche de la première surface 121 - sont réfléchis dans une zone extérieure au dispositif lumineux. En effet, comme illustré par la , dans le deuxième mode de réalisation de l’invention, un rayon R5 issu de la zone émettrice 11 peut se réfléchir sur la première surface 121. Dans ce cas, la réflexion génère un rayon réfléchi R6, qui est sensiblement symétrique au rayon R5 selon un axe de symétrie perpendiculaire à la surface 121. Le rayon R6 ainsi produit est dirigé vers l’extérieur du dispositif lumineux 10. Le rayon R6 n’atteint donc pas le dispositif optique 3. Un troisième mode de réalisation de la surface 121 est détaillé sur la . Dans ce mode de réalisation, le deuxième angle 124 formé entre la première surface 121 et la zone émettrice de rayons lumineux 11 est strictement inférieur à 90 degrés. Avantageusement, une rainure 126 en « V » est réalisée au niveau de la surface supérieure 122 du boîtier 12, à proximité de la surface 121. La rainure 126 délimite une languette de boîtier 127 supportant la surface 121 ainsi qu’un espace libre conférant une flexibilité à la languette 127 de boîtier. En effet, le boîtier 12 étant préférentiellement réalisé par moulage, il est avantageusement conçu de sorte qu’il soit aisément démoulable. Dans le mode de réalisation décrit, la flexibilité de la languette 127 et l’espace libre créé par la rainure 126 permettent le démoulage du boîtier 12. Préférentiellement, la languette 127 de boîtier s'étend au-dessus de la première surface 121. Comme illustré par la , dans le deuxième mode de réalisation de l’invention, un rayon R7 issu de la zone émettrice 11 peut se réfléchir sur la première surface 121. Dans ce cas, la réflexion génère un rayon réfléchi R8, qui est sensiblement symétrique au rayon R7 selon un axe de symétrie perpendiculaire à la surface 121. Le rayon R8 ainsi produit est cantonné dans une zone proche de la zone émettrice 11. Le rayon R8 n’atteint donc pas le dispositif optique 3. Dans un quatrième mode de réalisation, la première surface 121 peut être grainée : en d’autres termes, la première surface 121 présente un relief en forme de petits grains serrés. Dans ce mode de réalisation de l’invention, on modifie ainsi les propriétés physiques de la première surface 121, afin atténuer les réflexions lumineuses sur la première surface 121. En effet, la présence de grains sur la première surface 121 génère une diffusion de la lumière. La rugosité Ra du grainage de la première surface 121 peut être quantifiée en mesurant, sur une certaine longueur de la première surface 121, la moyenne des pics et des creux de la première surface 121. Avantageusement, la rugosité Ra du grainage de la première surface 121 est strictement supérieure à 8 micromètres. Dans le quatrième mode de réalisation, même si la forme du boîtier 12 est susceptible de générer des réflexions de rayons issus de la zone émettrice 11, la réflexion lumineuse est atténuée par le grainage de la première surface 121. Alternativement, le quatrième mode de réalisation pourrait être combiné à l’un quelconque des premier, deuxième ou troisième modes de réalisation, ce qui permettrait de bénéficier des effets conjoints de la forme et du grainage de la première surface 121. Dans des modes de réalisation alternatifs ou complémentaires aux modes de réalisation précédemment décrits, la première surface 121 peut être convexe, un centre de courbure de la première surface 121 et la source de lumière 1 se situant d’un même côté de la première surface 121. En d’autres termes, si l’on considère deux espaces délimités entre eux par la première surface 121, un seul des deux espaces comprend à la fois le centre de courbure de la première surface 121 et la source de lumière 1. Dispositif lumineux (10) comprenant un dispositif optique (3) et un premier circuit imprimé (2) sur lequel est fixée une source de lumière (1) comprenant une zone émettrice de rayons lumineux (11) et un boîtier de protection (12) entourant la zone émettrice de rayons lumineux (11), une première hauteur (h1) du boîtier de protection (12) par rapport à une surface plane (21) du premier circuit imprimé (2), mesurée selon une première direction (d1) dirigée vers le dispositif optique (3) perpendiculairement à ladite surface plane (21), étant strictement supérieure à une deuxième hauteur (h2) de la zone émettrice de rayons lumineux (11) par rapport à la surface plane (21) mesurée selon la première direction (d1), dans lequel une première surface (121) du boîtier, (12) orientée vers la zone émettrice de rayons lumineux (11) et comprise entre la première hauteur (h1) et la deuxième hauteur (h2), est définie de manière à empêcher que des rayons issus de la zone émettrice de rayons lumineux (11) se réfléchissent sur ladite première surface (121) et atteignent le dispositif optique (3). Dispositif lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le boîtier (12) recouvre et/ou protège des connexions électriques reliant le premier circuit imprimé (2) à la source lumineuse (1) et/ou en ce que la première hauteur (h1) est déterminée par l’encombrement des connexions électriques. Dispositif lumineux selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première surface (121) est une surface plane s’étendant entre la zone émettrice de rayons lumineux (11) et une surface supérieure (122) du boitier (12), et en ce que la première surface (121) est perpendiculaire à la fois à zone émettrice de rayons lumineux (11) et à la surface supérieure (122), un premier angle (123) formé entre la première surface (121) et la surface supérieure (122) étant égal à 90 degré et présentant un profil arrondi (125) de rayon strictement inférieur à 50 micromètres. Dispositif lumineux selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la première surface (121) est une surface plane bordant la zone émettrice de rayons lumineux (11) et en ce que - un deuxième angle (124) formé entre la première surface (121) et la zone émettrice de rayons lumineux (11) est strictement supérieur à 160 degrés ou - le deuxième angle (124) est strictement inférieur à 90 degrés. Dispositif lumineux (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première surface (121) est grainée et en ce que la rugosité d’un grainage de la première surface (121) est strictement supérieure à 8 micromètres. Dispositif lumineux (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une rainure (126) est réalisée au niveau d’une surface supérieure (122) du boîtier (12), à proximité de la première surface (121), et en ce que la rainure (126) délimite une languette (127) de boîtier supportant la première surface (121). Dispositif lumineux (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la languette (127) de boîtier s'étend au-dessus de la première surface (121). Dispositif lumineux (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première surface (121) est convexe et en ce qu’un centre de courbure de la première surface (121) et la source de lumière (1) se situent d’un même côté de la première surface (121).