INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Pour rappel, l’invention propose un dispositif lumineux permettant d’identifier de nuit et de façon certaine, un élément décoratif présent sur un véhicule automobile, en accord avec la réglementation actuelle.
La figure 1 représente un mode de réalisation non limitatif d’un dispositif lumineux 2 selon l’invention. Le dispositif lumineux comprend un guide de lumière 4 s’étendant le long d’un axe longitudinal 6. Selon le présent exemple, l’axe longitudinal est colinéaire au vecteur représenté sur la figure 1. Le guide de lumière s’étend entre une extrémité proximale 8 et une extrémité distale 10. La plus petite distance entre les extrémités proximale et distale, est comprise entre 5 mm et 15 mm de préférence entre 5 mm et 10 mm. Dans un plan radial à l’axe longitudinal 6, le contour du guide de lumière 4 est de forme partiellement elliptique, sa plus grande dimension étant colinéaire au vecteur . La plus grande dimension du guide de lumière est comprise entre 5 mm et 15 mm, de préférence entre 5 mm et 8 mm. Dans le même plan radial, la plus petite dimension du guide de lumière, mesurée selon une direction colinéaire au vecteur , est comprise entre 5 mm et 8 mm de préférence entre 4 mm et 6 mm. Selon le présent exemple, le guide de lumière est formé à partir de l’un des matériaux suivants : PMMA (poly-méthyl-méthacrylate) ou PC (polycarbonate). Le guide de lumière 4 est translucide, de préférence transparent à la lumière du jour.
L’extrémité proximale 8 du guide de lumière est agencée en vis-à-vis d’une première source lumineuse 12, afin qu’un premier faisceau lumineux 14 émis par la première source lumineuse 12 se propage dans le guide de lumière 4 en direction de son extrémité distale 10. Selon le présent exemple, le premier faisceau lumineux 14 se propage le long de l’axe longitudinal 6 du guide de lumière 4.
Afin de favoriser une émission d’une partie du premier faisceau lumineux 14, à travers une première face d’émission 16 du guide de lumière 4, le guide de lumière comporte une face plane 18 visible sur la figure 1. La face plane 18 se situe à une extrémité 20 de la forme elliptique du guide de lumière 4. Plus précisément, la face plane 18 est orthoradiale ou sensiblement orthoradiale à l’axe longitudinal 6 du guide de lumière. De façon connue, la face plane 18 comporte des éléments 22 favorisant l’émission d’une partie du premier faisceau lumineux 14, à travers la première face d’émission 16 et selon une direction de signalisation 17 colinéaire ou sensiblement colinéaire au vecteur . La première face d’émission 16 est opposée à la face plane 18. Selon le présent exemple, les éléments 22 sont composés de stries ménagées dans la face plane 18. Les stries sont parallèles au vecteur . Lorsque le dispositif lumineux 2 est monté sur un véhicule automobile tel que décrit ci-dessous, la première face d’émission 16 est destinée à être orientée vers l’extérieur du véhicule automobile, afin qu’une partie du premier faisceau lumineux 14 puisse éclairer une chaussée et/ou être visible par un autre utilisateur de la route. En d’autres termes, le guide de lumière 4 en coopération avec la première source lumineuse 12, peut être employé comme un feu de signalisation dont la lumière est émise à travers la première face d’émission 16.
L’invention comporte également une deuxième source lumineuse 24. La deuxième source lumineuse est agencée en vis-à-vis d’une face latérale 26 du guide de lumière 4. La deuxième source lumineuse 24 est orientée de manière à éclairer, au moins en partie, la face latérale 26 avec un deuxième faisceau lumineux 28. Selon le présent exemple, la deuxième source lumineuse 24 se compose de plusieurs diodes électroluminescentes 30, émettant chacune un deuxième faisceau lumineux 28. Les diodes électroluminescentes 30 sont alignées le long de l’axe longitudinal 6 du guide de lumière. De préférence, les diodes électroluminescentes 30 sont écartées et espacées entre elles, de sorte à éclairer une grande surface de face latérale 26. La plus petite distance, entre une diode électroluminescente 30 et la face latérale 26, est comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm, de préférence entre 0,5 mm et 1,0 mm. Les diodes luminescentes sont orientées afin que leurs deuxièmes faisceaux lumineux 28 soient dirigés selon une direction radiale à l’axe longitudinal 6 du guide de lumière, de sorte à traverser le guide de lumière de part en part, selon une direction colinéaire sensiblement colinéaire au vecteur .
Selon un troisième exemple de réalisation de l’invention, chaque source lumineuse est arrangée sur le circuit électronique du substrat sur la face supérieure du substrat et il y a un connecteur sur la partie supérieure du substrat.
Avantageusement, le module comporte un connecteur apte à recevoir une instruction de contrôle desdites sources lumineuses et une unité de contrôle agencée pour contrôler sélectivement chacune des sources lumineuses en fonction de ladite instruction de contrôle reçue par le connecteur. Par exemple, les sources lumineuses sont agencées sur le substrat de façon matricielle et l’unité de contrôle est agencée pour adresser et contrôler chacune des sources lumineuses selon sa position dans ladite matrice. Par exemple, lors de la réception d’une instruction de contrôle, l’unité de contrôle peut être agencée pour balayer verticalement la matrice en sélectionnant successivement chaque ligne de la matrice, notamment en appliquant une tension de sélection successivement sur chacune des lignes ; et, pour chaque ligne sélectionnée lors du balayage, pour appliquer simultanément, en fonction de l’instruction de contrôle, un signal d’activation ou de désactivation sur chaque colonne de la matrice, de sorte à provoquer ou à interdire l’émission de lumière par la source lumineuse adressée par la ligne sélectionnée et cette colonne. Le nombre de pistes dans le connecteur qui sont nécessaires pour adresser chacune des sources lumineuses est ainsi égal à la somme des colonnes et des lignes.
De préférence, le connecteur comporte un film adhésif conducteur anisotrope, le connecteur étant relié mécaniquement et au circuit électronique du substrat au moyen dudit film adhésif conducteur anisotrope. Le connecteur est ainsi un connecteur de type ACF (de l’anglais Anisotropic Conductive Film).
Avantageusement, le connecteur peut être monté sur un support de composants non lumineux, notamment sur la face intérieure ou sur la face extérieure du substrat, notamment au niveau d’un bord de ladite face.
Avantageusement, le connecteur peut comporter une carte de circuit imprimé flexible, l’unité de contrôle étant montée directement sur ladite carte de circuit imprimé flexible. Ce type d’agencement est également nommé CoF, de l’anglais Chip on Flex. En variante, l’unité de contrôle peut être montée sur un support de composants non lumineux de la face intérieure et/ou de la face extérieure du substrat, notamment au moyen d’un film adhésif conducteur anisotrope ou en variante en étant incorporée dans un boîtier à matrice de billes, également nommé BGA (de l’anglais Ball Grid Array). Lorsque le substrat est en verre ou dans une autre céramique, ce type d’agencement est également nommé CoG, de l’anglais Chip on Glass. Si on le souhaite, on pourra prévoir plusieurs unités de contrôle et/ou plusieurs connecteurs.
Avantageusement, le connecteur peut être monté sur la face intérieure du substrat. On comprend que si le connecteur est monté sur la face extérieure du substrat, sa hauteur dépassera la hauteur des sources lumineuses, et ceci donnera des contraintes lors de la réalisation du module lumineux. Pour cette raison, il est avantageux de monter le connecteur sur la face intérieure, de manière à ne pas interférer avec la surface optique.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le module lumineux comporte une pluralité d’éléments de contrôle actifs, chaque élément de contrôle actif étant agencé pour contrôler l’une des sources lumineuses à laquelle il est associé et étant monté sur la face extérieure au niveau d’un des trous traversants pour être connecté à la une couche d'interconnexion intérieure du substrat, ladite pluralité d’éléments de contrôle actifs formant une matrice active et l’unité de contrôle étant agencée pour contrôler ladite matrice active en fonction de ladite instruction de contrôle reçue par le connecteur.
En d’autres termes, l’unité de contrôle est apte à contrôler chaque source lumineuse en adressant et en contrôlant l’élément de contrôle associé. On entend notamment par élément de contrôle actif le fait que chaque élément de contrôle soit agencé pour maintenir de façon active l’état allumé ou éteint de la source lumineuse associée pendant le balayage de la matrice active par l’unité de contrôle.
Avantageusement, chaque source lumineuse est montée et connectée sur l’élément de contrôle auquel elle est associée. Par exemple, chaque élément de contrôle comporte un transistor en couches minces, également appelé TFT (de l’anglais Thin Film Transistor) sur lequel est montée et connectée la source lumineuse associée. Le cas échéant, l’ensemble de la pluralité de sources lumineuses et de la pluralité d’éléments de contrôle actifs forme une matrice active.
En variante, le circuit électronique du substrat peut comporter une ou plusieurs couches minces de connexion, notamment d’épaisseur inférieure à 50 µm, incorporant une pluralité d’éléments de contrôle actifs, chaque élément de contrôle actif étant agencé pour contrôler l’une des sources lumineuses à laquelle il est associé, et chaque source lumineuse est montée et connectée directement sur le circuit électronique du substrat, sensiblement au droit d’un élément de contrôle de la ou des couches minces de connexion, auquel elle est connectée. Chaque élément de contrôle actif peut être par exemple de type microcircuit intégré comprenant au moins un transistor et une mémoire. Le cas échéant, l’ensemble de la pluralité de sources lumineuses et la ou les sous-couches minces de connexion incorporant la pluralité d’éléments de contrôle actifs forme une matrice active.
En variante encore, le module lumineux comporte une pluralité d’éléments de contrôle actifs, chaque élément de contrôle actif étant agencé pour contrôler l’une ou plusieurs des sources lumineuses à laquelle ou auxquelles il est associé et étant monté directement sur une couche d'interconnexion extérieure du substrat, et chaque source lumineuse est montée et connectée directement sur ladite une couche d'interconnexion extérieure du substrat en étant connectée à l’élément de contrôle actif associé. Avantageusement, le circuit électronique du substrat peut comporter une ou plusieurs sous-couches. Chaque élément de contrôle actif peut être par exemple de type micro circuit intégré comprenant au moins un transistor et une mémoire. Le cas échéant, l’ensemble de la pluralité de sources lumineuses et de la pluralité d’éléments de contrôle actifs forme une matrice active.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, chaque source lumineuse est montée directement sur le circuit électronique du substrat, la pluralité de sources lumineuses formant une matrice passive et l’unité de contrôle étant agencée pour contrôler ladite matrice passive en fonction de l’instruction de contrôle reçue par le connecteur. Le cas échéant, le module lumineux peut comporter une pluralité de dispositifs de pilotage de l’alimentation électrique fournie aux sources lumineuses, les dispositifs de pilotage de l’alimentation électrique étant montés une couche d'interconnexion intérieure du substrat. Par exemple, chaque dispositif de pilotage peut être monté sur la face intérieure du substrat en céramique au niveau d’un trou traversant, ledit dispositif de pilotage étant agencé pour piloter l’alimentation électrique fournie à la source lumineuse montée au niveau dudit trou traversant.
Avantageusement, le module lumineux comporte un revêtement opaque déposé sur la face extérieure du substrat. Par exemple, le revêtement opaque peut être formé sur une couche d'interconnexion extérieure du substrat, et être pourvu d’ouvertures formées au niveau des sources lumineuses. Le cas échéant, le revêtement opaque peut être déposé avant le montage des composants sur la face extérieure du substrat en céramique, notamment au moyen d’un masque. En variante, le revêtement opaque peut être déposé après le montage desdits composants. De préférence, le revêtement opaque peut présenter une couleur foncée et un aspect mat. Ce revêtement permet notamment d’éviter les réflexions de rayons de lumière dits parasites qui seraient émis par les sources lumineuses vers le substrat et améliore ainsi le contraste, ce qui est souhaitable lorsque la luminosité ambiante est importante.
Avantageusement, dans un des modes de réalisation, la face intérieure du substrat est en contact thermique avec un organe de dissipation de chaleur réalisé dans un matériau thermiquement conducteur, notamment en aluminium ou en cuivre. Un tel organe peut présenter des ailettes ou des picots de dissipation de chaleur. L'organe de dissipation thermique peut également comprendre une interface thermique permettant d'assurer la transmission de chaleur entre la face intérieure du substrat et l'organe de dissipation thermique. De préférence, une telle interface est formée d’un matériau ayant des propriétés particulières de conductivité thermique, notamment un coefficient de conductivité thermique supérieure à 1 W/m/°C, apte à remplir les jeux et les espaces entre la face intérieure du substrat et l'organe de dissipation thermique. Dans un exemple de réalisation, cette interface thermique est réalisée par une colle, assurant ainsi le maintien de l'organe de dissipation de chaleur. De la sorte, il est possible de maintenir complètement le module lumineux par sa paroi. Dans un autre exemple, un organe de support maintenu par le dispositif de signalisation ou directement par le véhicule assure le maintien de l'organe de dissipation de chaleur. Cet organe de support peut également supporter des interfaces électriques du module lumineux, telle une carte de circuit imprimé flexible et/ou une unité de contrôle.
L’invention a également pour objet un dispositif de signalisation lumineuse d’un véhicule automobile, comprenant un module lumineux selon l’invention. Si on le souhaite, le dispositif de signalisation peut être agencé en feu arrière du véhicule automobile.
la représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’un module lumineux selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
la représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’un module lumineux selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
On a représenté en une vue partielle d’un module lumineux 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Ce module lumineux 1 fait partie d’un feu arrière d’un véhicule automobile.
Le module lumineux 1 comporte une pluralité de sources lumineuses 4 montées sur une face extérieure 2e d’un substrat en verre 2. Chacune des sources lumineuses 4 comporte au moins une puce à semi-conducteur émettrice de lumière dont les dimensions sont comprises entre 5 µm et 80 µm. Les sources lumineuses 4 sont montées sur la face extérieure 31 de façon matricielle de sorte que deux sources lumineuses 4 voisines soient distantes d’au maximum 1 mm.
Afin de contrôler de façon sélective ces sources lumineuses 4, la face extérieure 2e du substrat en verre 2 est pourvue d’une couche d’interconnexion extérieure non représentée, comportant un réseau de pistes électriques en cuivre relié électriquement aux sources lumineuses 4. De façon symétrique, la face intérieure 2i du substrat en verre 2, opposée à la face extérieure 2e, est également pourvue d’une couche d’interconnexion intérieure non représentée, comportant un réseau de pistes électriques en cuivre et d’épaisseur sensiblement identique à celle de la première couche. Le substrat en verre 2 comporte une pluralité de trous traversants 41, chacun des trous traversants étant pourvu d’un revêtement interne en cuivre permettant d’interconnecter des couches d’interconnexion.
Les sources lumineuses élémentaires 4 ainsi qu'une partie de la face extérieure 2e du substrat 2 sont collés à la face intérieure 3i de la paroi 3. La colle 5 englobe les sources lumineuses 4 et l'intégralité de la face extérieure 2e du substrat 2. La colle 5 est une colle transparente, à base de silicone. De la sorte, une transmission de la lumière et une finesse de l'image affichée sont améliorées. De plus, l'usage d'une colle silicone à une épaisseur suffisante, par exemple d'une épaisseur comprise entre 10µm et 200µm et un substrat de 30mm à 100mm de large, permet d'absorber des différences de dilatation des matériaux du substrat et de la paroi.
Le substrat comporte sur sa face intérieure un connecteur 6. Afin d’être mécaniquement relié au substrat en verre 2 et d’être électriquement connecté à la couche d’interconnexion intérieure, le connecteur 6 comporte un film adhésif conducteur anisotrope 62 fixé sur une carte de circuit imprimé flexible 61. Le film 62 permet ainsi de fixer la carte 7 au niveau d’un bord de la face intérieure 2i du substrat en verre 2 tout en la connectant électriquement à la couche d’interconnexion intérieure.
Le module lumineux 1 comporte en outre une unité de contrôle 7 agencée pour contrôler sélectivement la matrice active en fonction des instructions de contrôle reçues par le connecteur. Dans l’exemple décrit, l’unité de contrôle 7 est montée directement sur la carte de circuit imprimé flexible 61.
Le module lumineux 1 comporte en outre un organe de dissipation thermique 8. Dans le mode de réalisation représenté, l'organe de dissipation thermique 8 comprend des ailettes 81 ainsi qu'une colle thermiquement conductrice 82 qui maintient le substrat 2 et l'organe de dissipation thermique 8 et remplit les jeux et les espaces entre eux, tout en transmettant la chaleur entre le substrat 2 et l'organe de dissipation thermique 8.
On constate au vu de la que le substrat en verre 2 présente une forme courbe convexe, du point de vue d’un observateur situé à l’extérieur du véhicule automobile. Afin de pouvoir conformer ce substrat en verre 2 selon cette forme courbe convexe, le substrat 2 présente une épaisseur comprise entre 100 µm et 200 µm, ce qui le rend flexible et permet ainsi de lui donner une courbure avec un rayon de courbure compris entre 90 mm et 500 mm, sans risquer de fragiliser les différents composants montés sur ce substrat 2, en particulier au niveau de la face intérieure 2i.
On a représenté en une vue partielle d’un module lumineux 1 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Ce module lumineux 1 fait partie d’un feu arrière d’un véhicule automobile.
A la différence du mode de réalisation de la , le substrat ne comporte pas de trous traversants. Des éléments de contrôle actifs 42 sont situés sur la face extérieure du substrat. Le substrat comporte une couche d'interconnexion extérieure non représentée. Cette couche d'interconnexion comporte un réseau de pistes électriques qui relie les sources lumineuses 4 aux éléments de contrôle 42. Chaque source lumineuse 2 est montée directement sur la couche d’interconnexion extérieure. Le module lumineux 10 comporte une pluralité de dispositifs de pilotage 42 de l’alimentation électrique fournie aux sources lumineuses 2, chaque dispositif de pilotage 42 étant monté sur la face 2e du substrat en verre 2 pour piloter l’alimentation électrique fournie à une lumineuse 4 avoisinante via la couche d'interconnexion. La pluralité de sources lumineuses 2 forme ainsi un écran à matrice passive.
Comme dans le mode de réalisation de la , les sources 4 et le substrat 2 sont collés à la face intérieure 3i de la paroi 3. Cependant, une portion de support de composants non lumineux de la face extérieure 2e du substrat 2 n'est pas collée de sorte à pouvoir être repliée, afin de pouvoir accommoder des composants non lumineux tels le connecteur 6 et l'unité de contrôle 7, trop hauts pour être collés.
La colle 5 comprend une couche de protection 51 englobant les sources lumineuses 4 et une couche adhésive 52 déposée sur la couche de protection 52. La couche de protection permet de protéger les sources lumineuses et les autres composants du substrat de contraintes mécaniques, de la corrosion et de créer une surface place sur laquelle est déposée la couche adhésive assurant le collage avec la zone de collage de la paroi 3.
Des cloisons 9 sont disposées sur la face extérieure 2e du substrat 2. Ces cloisons sont adaptées pour créer des zones cloisonnées dans la colle (par exemple, dans toute l’épaisseur de la colle ou, par exemple, dans une couche de colle) limiter des déplacements et des contraintes mécaniques (en particulier des contraintes de cisaillement) dues à des dilatations du substrat 2, des couches de colle 51 et 52 et de la paroi 3. Elles assurent également un rôle d’espaceurs, et maintiennent à distance constante la face extérieure du substrat et la zone de collage de la paroi 3.
Le dioptre d'entrée 35 du guide de lumière d'éclairage est destiné à être disposé face à la source de lumière d'éclairage 31.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, le dioptre d'entrée 35 est réalisé sous forme de lentille convergente, en particulier de lentille de Fresnel pour une plus grande compacité. Le foyer F de la lentille est préférentiellement situé au niveau de la position, à l'état assemblé du plafonnier 100, de la source de lumière d'éclairage 31. De la sorte, le faisceau lumineux est collimaté par la lentille formée par le dioptre d'entrée 35.
Le trajet de trois rayons lumineux est représenté en figure 3 sous forme de flèche pointillée. Les rayons, issus de la diode au niveau du foyer de la lentille formée par le dioptre d'entrée 35 rentrent dans le guide de lumière d'éclairage 33 par ledit dioptre 35. Les rayons sont alors collimatés par ladite lentille, et se propagent donc de façon sensiblement parallèle entre eux et à l'axe du tube du guide de lumière d'éclairage 33.
Les rayons sont alors réfléchis sur la surface de réflexion totale 39, ils rencontrent le dioptre de sortie 37 avec un angle important, et sortent alors par la surface axiale incurvée du guide de lumière 33 formant ledit dioptre de sortie 37, avec une direction moyenne inclinée par rapport à l'axe du corps cylindrique dudit guide de lumière d'éclairage 33.
Selon un mode de réalisation non représenté, le guide de lumière d'éclairage 33 peut comporter un dioptre de sortie 37, en forme de lentille, par exemple sphérique, dont le foyer est proche du centre de l'ouverture 101 à travers laquelle le faisceau lumineux est introduit dans l'habitacle.
Selon un autre mode de réalisation, le plafonnier comporte une ouverture circulaire 101 de dimensions réduites, et une ouverture annulaire additionnelle, dont l'emplacement et les dimensions correspondent à ceux du dioptre de sortie 57 du guide de lumière de délimitation 53.
Les ouvertures présentent en particulier une transparence comprise entre 10 et 90% dans le domaine spectral visible. La plaque transparente 41 peut cependant être teintée dans la masse avec des colorants sombres ou noirs, de sorte à ramener la transparence à 10 à 50%. Ces valeurs de transparence, avec une teinte sombre, permettent de rendre les ouvertures imperceptibles en l'absence d'éclairage à travers celles-ci.
La figure 4 est une représentation en perspective d'un mode de réalisation alternatif de guide de lumière d'éclairage 33.
Dans ce mode de réalisation, le guide de lumière d'éclairage 33 est réalisé sous forme d'un coude. Il comporte deux portions cylindriques, dont l'une porte le dioptre d'entrée 33 ici sous forme de lentille de Fresnel, et l'autre le dioptre de sortie, ici aussi réalisé sous forme de lentille de Fresnel. Au niveau du coude entre les deux portions cylindriques se trouve la surface de réflexion totale 39.