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FR3053765A1 - Dispositif lumineux projettant une image a partir d'une surface rayonnante de forme differente - Google Patents

Dispositif lumineux projettant une image a partir d'une surface rayonnante de forme differente Download PDF

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FR3053765A1
FR3053765A1 FR1656445A FR1656445A FR3053765A1 FR 3053765 A1 FR3053765 A1 FR 3053765A1 FR 1656445 A FR1656445 A FR 1656445A FR 1656445 A FR1656445 A FR 1656445A FR 3053765 A1 FR3053765 A1 FR 3053765A1
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Gilles Le-Calvez
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Valeo Vision SAS
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Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif lumineux D' de véhicule destiné à former une surface éclairante d'une forme requise et comprenant : - une source lumineuse S apte à émettre des rayons lumineux r1, r2 depuis une surface rayonnante d'une forme différente de la forme requise, - un écran 46, - un ensemble optique de projection 42 agencé de manière à recevoir lesdits rayons et à les envoyer sur ledit écran, la source lumineuse, la forme de la surface rayonnante, l'écran et l'ensemble optique de projection étant agencés de manière à ce que ces rayons forment ensembles sur l'écran une image de la surface rayonnante ayant la forme requise.

Description

© N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
053 765
56445
COURBEVOIE © Int Cl8 : F21 V13/00 (2017.01), F21 K 9/00, H 05 B 33/08, F 21 S 43/00
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 05.07.16. (© Demandeur(s) : VALEO VISION Société par actions
(© Priorité : simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : ALBOU PIERRE et LE-CALVEZ
GILLES.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 12.01.18 Bulletin 18/02.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux (© Titulaire(s) : VALEO VISION Société par actions sim-
apparentés : plifiée.
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : VALEO VISION Société anonyme.
154) DISPOSITIF LUMINEUX PROJETTANT UNE IMAGE A PARTIR D'UNE SURFACE RAYONNANTE DE FORME DIFFERENTE.
FR 3 053 765 - A1 f5/) La présente invention se rapporte à un dispositif lumineux D' de véhicule destiné à former une surface éclairante d'une forme requise et comprenant:
- une source lumineuse S apte à émettre des rayons lumineux η, r2 depuis une surface rayonnante d'une forme différente de la forme requise,
- un écran 46,
- un ensemble optique de projection 42 agencé de manière à recevoir lesdits rayons et à les envoyer sur ledit écran, la source lumineuse, la forme de la surface rayonnante, l'écran et l'ensemble optique de projection étant agencés de manière à ce que ces rayons forment ensembles sur l'écran une image de la surface rayonnante ayant la forme requise.
Figure FR3053765A1_D0001
Figure FR3053765A1_D0002
DISPOSITIF LUMINEUX PROJETTANT UNE IMAGE A PARTIR D’UNE SURFACE RAYONNANTE DE FORME DIFFERENTE
La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs lumineux de véhicule permettant de réaliser une surface éclairante donnée, notamment une surface éclairante indiquant un signalement du véhicule à des personnes à l'extérieur de ce véhicule, par exemple une surface éclairante réalisant une fonction de signalisation.
Il est connu, notamment dans les feux de signalisation, d'avoir une source de lumière couplée à un élément optique, tel qu'un réflecteur, de manière à ce que l'ensemble des rayons lumineux de la source de lumière rencontrent un écran diffusant. Cet écran comprend une surface diffusant ces rayons, cette surface formant ainsi une surface éclairante d'une forme donnée, afin de signaler une position ou un déplacement du véhicule. Par exemple, cette surface éclairante peut former un feu de position, un feu stop, un indicateur de direction. Dans un tel cas, la sortie de l'élément optique, cet écran et la glace de fermeture du feu de signalisation sont alignés et disposés successivement, de sorte que globalement l'image se formant sur l'écran, même si elle a une taille plus grande, a globalement la même forme que la source de lumière.
Cependant en cas d'utilisation d'un système optique permettant la projection d'une image de la source, l'élément optique doit être suffisamment reculé en arrière de l'écran diffusant pour que des rayons rencontrent l'ensemble de l'écran diffusant. Il s'ensuit qu'un dispositif lumineux donné, notamment un feu de signalisation donné, présente une profondeur limite, en dessous de laquelle la réalisation d'une projection de l'image est difficile.
Le problème technique que vise à résoudre l'invention est donc de réaliser un dispositif lumineux offrant plus de liberté en termes d'agencement de la source lumineuse et de l'élément optique associé par rapport à la zone où la surface éclairante doit être formée.
A cet effet, un premier objet de l'invention est un dispositif lumineux de véhicule destiné à former une surface éclairante d'une forme requise, ce dispositif comprenant :
- une source lumineuse apte à émettre des rayons lumineux depuis une surface rayonnante, la surface rayonnante ayant une forme différente de la forme requise,
- un écran,
- un ensemble optique de projection agencé de manière à recevoir lesdits rayons et à les envoyer sur ledit écran, la source lumineuse, la forme de la surface rayonnante, l'écran et l'ensemble optique de projection étant agencés de manière à ce que ces rayons forment ensembles sur l'écran une image de la surface rayonnante, ladite image ayant ladite forme requise.
Ainsi, le dispositif lumineux selon l'invention est apte à former une surface éclairante d'une forme requise, tout en pouvant avoir un positionnement plus libre de la source lumineuse et de l'ensemble optique de projection par rapport à l'écran. En effet, l'agencement de la forme de la surface rayonnante permettra de compenser les distorsions de son image sur l'écran, de sorte que cette image aura la forme requise.
L'ensemble optique peut être agencé uniquement pour agrandir la taille de l'image par rapport à la taille de la surface rayonnante. La compensation de la distorsion est dans ce cas exclusivement réalisée par l'agencement de la forme de la surface rayonnante. Cela permet également de simplifier la réalisation de l'optique. L'ensemble optique peut par exemple être un simple objectif composé de lentilles optiques alignées, voire composé d'une simple lentille convergente.
La forme requise peut être une simple image décorative, un message, un symbole.
La forme de la surface éclairante peut alternativement être celle d'une fonction photométrique donnée, à savoir une fonction lumineuse ayant une répartition donnée des intensités lumineuses du faisceau.
Cette fonction lumineuse peut être une fonction de signalisation, notamment une fonction indiquant une position ou un mouvement du véhicule, telle qu'une fonction de feu stop, une fonction de feu de position, une fonction d'indicateur de direction, une fonction de feu de recul.
Cette répartition peut obéir à des règles données. Notamment cette répartition peut être encadrée de manière à ce que le faisceau lumineux remplisse une fonction lumineuse donnée, notamment une fonction photométrique réglementaire. On entend par « fonction photométrique réglementaire » une fonction photométrique se conformant par exemple aux règlements de la Communauté Européenne sur les feux pour véhicule automobile.
Par exemple, pour les fonctions de signalisation, on peut se conformer aux règlements intitulés suivants :
- réglementation 087 UNECE pour le feu de position diurne, encore appelé DRL (pour Day Running Light),
- réglementation 007 UNECE pour le feu de position, situé à l'arrière du véhicule, et pour le feu stop,
- réglementation 023 UNECE pour le feu de recul,
- réglementation 006 UNECE pour l'indicateur de direction,
- réglementations 019 et 038 UNECE pour le feu arrière antibrouillard.
Dans cette demande, la surface rayonnante de la source lumineuse est la surface activée émettant des rayons lumineux. La source lumineuse comprend ainsi une surface d'émission apte à émettre des rayons lumineux lorsqu'elle est activée. Si la surface d'émission est entièrement activée, la surface rayonnante correspond exactement à la surface d'émission. En revanche, si selon une réalisation de l'invention, seulement une portion de surface d'émission est activée de manière à émettre des rayons lumineux, alors la surface rayonnante ne s'étend pas à la totalité de la surface d'émission, mais correspond seulement à la surface de cette portion.
Le dispositif lumineux du système lumineux selon l'invention peut optionnellement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
l'écran est globalement plan ; on simplifie ainsi la conception de la source lumineuse et de la surface rayonnante ;
l'écran est courbé ou présente des portions courbées ; la source lumineuse, la forme de la surface rayonnante, l'écran et l'ensemble optique de projection étant agencés de manière à ce que les rayons forment ensembles sur l'écran l'image de la surface rayonnante avec la forme requise, l'agencement de la forme de la surface rayonnante et/ou l'agencement de l'ensemble optique permettant de compenser les distorsions de l'image sur l'écran, y compris celles dues aux courbures de ce dernier, de sorte que cette image aura la forme requise ;
l'ensemble optique de projection comprend une optique de projection ;
l'optique de projection projette la lumière émise par la source de lumière de manière à créer une image réelle, et éventuellement anamorphosée, d'une partie du dispositif, par exemple la surface rayonnante elle-même, ou d'une image intermédiaire de celle-ci, à distance finie ou infinie très grande devant les dimensions de la source de lumière, notamment d'un rapport de l'ordre d'au moins 30, de préférence 100 ;
l'optique de projection peut consister en un ou plusieurs réflecteurs, ou bien en une ou plusieurs lentilles, ou en un ou plusieurs guides de lumière, ou encore en une combinaison de ces possibilités ;
l'optique de projection peut consister en un unique réflecteur de projection ou en une unique lentille de projection ; cela permet d'augmenter davantage la compacité du système, en particulier dans le cas de la lentille de projection ;
l'optique de projection est agencée de manière à recevoir, notamment directement, lesdits rayons et à les envoyer directement sur l'écran ; cela permet une conception simple et compacte du dispositif lumineux ; la source peut être proche de l'écran avec un angle faible de sa normale par rapport à l'écran ; de plus, l'image formée est directement celle qui est visible depuis l'extérieur ;
l'ensemble optique de projection comprend une optique de projection et un moyen de réflexion, l'optique de projection étant agencée de manière à recevoir, notamment directement, lesdits rayons et à les envoyer sur le moyen de réflexion, le moyen de réflexion étant agencé de manière à renvoyer les rayons directement sur l'écran ; cela permet d'agencer la source lumineuse de manière plus libre par rapport à l'écran ;
le moyen de réflexion comprend au moins un réflecteur agencé de manière à renvoyer lesdits rayons directement sur l'écran ;
le moyen de réflexion comprend un unique réflecteur agencé de manière à renvoyer lesdits rayons directement sur ledit écran ; cela permet de simplifier le dispositif lumineux ;
le réflecteur mentionné aux deux alinéas précédents peut être un miroir plan ;
l'écran et ladite source lumineuse sont globalement plans et agencés de manière à ce que l'écran forme un angle inférieur à 45° avec la normale à ladite source lumineuse, notamment un angle inférieur à 20° ; ainsi le dispositif lumineux peut présenter une profondeur davantage diminuée, la profondeur étant la distance entre l'avant du dispositif lumineux et l'arrière de celui-ci ; en effet, la source peut être rapprochée de l'écran tout en ayant une distance permettant à l'ensemble optique de projection de dévier les rayons sur une surface plus grande de l'écran ;
d'une manière générale, notamment lorsque l'ensemble optique renvoie directement les rayons sur l'écran et que ce dernier est plan, ou notamment lorsque l'écran et le miroir sont plans, la forme de ladite surface rayonnante est trapézoïdale, la source lumineuse, l'ensemble optique de projection et l'écran étant agencés de manière à ce que ladite image ait une forme rectangulaire ; ce sont des moyens simples de compenser l'effet de distorsion dû à la projection rasante de la surface rayonnante dans le cadre de l'invention ;
le dispositif comprend un boitier avec une ouverture fermée par une glace transparente, le boitier et la glace transparente délimitant un logement à l'intérieur duquel est agencé la source lumineuse, l'écran et l'ensemble optique ;
l'écran comprend une face avant en vis-à-vis de la glace transparente, l'écran étant agencé de manière à ce que sa face avant reçoive lesdits rayons et à ce que ladite image se forme sur cette face avant, l'écran présentant une opacité suffisante pour renvoyer les rayons en les diffusant ; selon cette option, on a un dispositif lumineux plus compact ; notamment, la source lumineuse peut être dans ce cas placée entre la glace transparente et l'écran, et non à l'arrière de ce dernier ;
alternativement à l'alinéa précédent, l'écran comprend une face avant et une face arrière opposée à cette face avant, l'écran étant agencé de manière à ce que sa face arrière forme un dioptre d'entrée desdits rayons, de sorte que lesdits rayons entrent dans l'écran via le dioptre d'entrée et traversent l'écran jusqu'à sa face avant, la face avant comprenant des moyens diffusants agencés de manière à diffuser lesdits rayons en formant ladite image sur cette face avant ; cela permet d'agrandir directement à partir de l'écran l'angle d'ouverture de diffusion des rayons, rendant la surface éclairante davantage visible sur les côtés du dispositif lumineux ; par exemple, un feu de position sera également visible par un observateur qui n'est pas directement aligné avec l'arrière du véhicule ;
selon l'option visée à l'alinéa précédent, la source lumineuse peut être placée à l'arrière de l'écran, notamment en utilisant un ensemble optique de projection simple, notamment avec un élément optique unique, tel qu'une lentille ; le dioptre d'entrée peut comprendre des prismes formés par des stries agencées de manière à ce que les rayons soient déviés vers la face avant ; par exemple, les stries s'étendent selon une direction donnée et perpendiculairement à cette direction donnée et présentent une section triangulaire formée de deux pans ; le premier pan peut être agencé en visà-vis de l'ensemble optique de projection et agencé de manière à ce que lesdits rayons le traversent, le deuxième pan étant agencé de manière à ce que les rayons se réfléchissent ensuite sur ce deuxième pan vers la face avant ; on obtient ainsi l'équivalent de la réalisation avec réflexion vers l'écran des rayons provenant de l'ensemble de déviation optique, mais de façon plus compacte, l'ensemble de ces deuxièmes pans se comportant comme un réflecteur dont la surface serait formée par la mise bout à bout de ces deuxième pans ;
les deuxièmes pans de chaque strie peuvent être parallèles ; on forme ainsi l'équivalent d'un miroir plan ;
le dispositif lumineux comprend un boîtier avec une ouverture fermée par l'écran, le boîtier et l'écran délimitant un logement à l'intérieur duquel est agencée la source lumineuse et ledit ensemble optique, la face avant de l'écran étant tournée vers l'extérieur dudit logement ; cela permet de former directement la glace transparente avec l'écran ; le dispositif lumineux peut ainsi être très compact, sa profondeur n'étant plus limitée par l'agencement d'un écran dans le dispositif lumineux ; comme précédemment, cela permet également d'agrandir directement à partir de l'écran l'angle d'ouverture de diffusion des rayons, rendant la surface éclairante davantage visible sur les côtés du dispositif lumineux ; par exemple, un feu de position sera également visible par un observateur qui n'est pas directement aligné avec l'arrière du véhicule ;
le moyen diffusant est choisi parmi : o un grainage, o un billage, o un revêtement de matériau translucide diffusant, o une couche de luminophore ;
o un diffuseur diffractif, encore appelé DOE (pour « Diffractive optical element » en anglais) ;
la source lumineuse est une source lumineuse à semiconducteur comprenant une pluralité de bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques ;
la source lumineuse comprend une surface apte à émettre lesdits rayons lumineux, dite surface d'émission, la source lumineuse n'étant apte à émettre des rayons lumineux que par cette surface d'émission et sur toute l'étendue de cette surface d'émission ; la surface rayonnante a ainsi la même forme que la surface d'émission ; il suffit d'activer cette dernière pour avoir une forme donnée de surface rayonnante, par exemple une forme trapézoïdale ; par exemple, la surface d'émission émet des rayons sur toute son étendue à la fois lorsqu'elle est alimentée électriquement ;
différentes identique ;
d'une extrémité correspondant à la source lumineuse est divisée en une pluralité de zones lumineuses comprenant des zones lumineuses de tailles et émettant un flux lumineux sensiblement ainsi, les zones lumineuses de tailles plus petites peuvent être davantage distordues que celles de tailles plus grandes, sans que la valeur de luminance de la partie de l'image correspondant aux zones lumineuses plus petites soit tout autant inférieure à la valeur de luminance de la partie de l'image correspondant aux zones lumineuses plus grandes ; notamment, la source lumineuse, l'ensemble optique et l'écran peuvent être agencés dans ce cas de manière à ce que l'image présente une luminance constante sur toute l'étendue de cette image ;
la pluralité de zones lumineuses comprend une ou plusieurs rangées de zones lumineuses agencées par taille décroissante d'une première à une deuxième extrémité de ladite rangée correspondante, la luminance des zones lumineuses étant croissante de la première à la deuxième extrémité de ladite rangée ou de ladite rangée correspondante ; cela permet de compenser l'effet de distorsion en conservant une luminance constante sur l'étendue de l'image ; notamment, la source lumineuse, l'ensemble optique et l'écran peuvent être agencés de manière à ce que l'image présente une largeur constante de l'image, ces extrémités la projection par l'ensemble optique, tout en ayant une luminance constante sur d'une extrémité à l'autre ;
la pluralité de zones lumineuses est également arrangée en colonnes de manière à former une matrice de zones lumineuses ; c'est une répartition plus simple à réaliser des zones lumineuses ;
la source lumineuse est de forme trapézoïdale et les rangées sont jointives, chaque rangée étant trapézoïdale leur
1'autre celle ce surface rayonnante après largeur diminuant de la première à la deuxième extrémité de la rangée ; il s'agit d'une réalisation simple d'une matrice de zones lumineuses avec une forme trapézoïdale ; de plus, cela permet d'avoir des bords d'image rectilignes ;
la source lumineuse, l'ensemble de déviation optique et l'écran sont agencés de manière à réaliser une image rectangulaire ; cette réalisation d'image rectangulaire sera simplifiée par les agencements trapézoïdaux mentionnés à l'alinéa précédents ;
les zones lumineuses sont activables sélectivement ; cela permet également d'avoir une forme adaptative de la surface rayonnante ;
le dispositif lumineux comprend un moyen de pilotage des différentes zones lumineuses, agencé pour alimenter indépendamment les zones lumineuses en fonction d'un signal de commande reçu, de manière à activer selon le cas certaines des zones lumineuses ou la totalité des zones lumineuses pour générer la surface rayonnante, la surface rayonnante correspondant aux zones lumineuses activées ; ainsi ce moyen de pilotage est compris directement dans le dispositif lumineux, sans qu'il soit nécessaire d'adapter le support ou le dispositif global qui le reçoit ;
les zones lumineuses et le moyen de pilotage sont agencés de manière à ce que le moyen de pilotage puisse activer lesdites zones lumineuses sélectivement de manière à conférer à ladite image différentes formes correspondant à des symboles différents ; le dispositif lumineux peut ainsi communiquer des messages par écriture ou par des pictogrammes, sans que ceux-ci n'apparaissent comme distordus ;
les zones lumineuses et le moyen de pilotage sont agencés de manière à ce que le moyen de pilotage puisse activer les zones lumineuses sélectivement et séquentiellement de manière à conférer séquentiellement à ladite image différentes formes et/ou différentes positions sur l'écran ; il est ainsi possible de réaliser une animation ;
la source lumineuse est agencée de manière à ce qu'au moins une zone lumineuse émette, lorsqu'elle est activée, des rayons lumineux d'une première couleur et à ce qu'au moins une autre zone lumineuse émette, lorsqu'elle est activée, des rayons lumineux d'une deuxième couleur, la première et la deuxième couleurs étant différentes ; il est ainsi possible avec la même source lumineuse, le même ensemble optique de projection et le même écran de réaliser des images ou des fonctions de signalisation de couleurs différentes on peut ainsi réaliser un dispositif lumineux davantage compact ;
la première et la deuxième couleur sont choisies parmi le rouge, le blanc et/ou l'ambre ; on peut par exemple réaliser un feu de signalisation compact dans lequel au moins deux des fonctions suivantes sont réalisées avec la même source lumineuse, le même ensemble optique de projection et le même écran : une fonction de feu stop, une fonction de feu de recul et une fonction d'indicateur de direction ; ces deux fonctions peuvent également être choisies parmi une fonction de feu de position, une fonction de feu de recul et une fonction d'indicateur de direction ;
les zones lumineuses sont agencées en une matrice présentant des zones lumineuses enchevêtrées aptes à émettre une couleur différente ; il est ainsi possible d'obtenir des images de forme identique mais de couleurs différentes ; par enchevêtrées, on entend des zones mêlées les unes aux autres, qui selon les configurations de la source de lumière, peuvent être imbriquées ou entrelacées les unes dans les autres ; ainsi, une première et une deuxième zones lumineuses sont enchevêtrées si d'une part pour la première zone, il existe au moins un couple de points de cette première zone pour lesquels un segment qui relie ces points passe par la deuxième zone, et si d'autre part, pour la deuxième zone, il existe également au moins un couple de points de cette deuxième zone pour lesquels un segment qui relie ces points passe par la première zone ; par exemple, la première et la deuxième zone ont une forme de peigne d'au moins deux branches, les branches de la forme en peigne de la première zone étant imbriquées dans les branches de la forme en peigne de la deuxième zone ; selon un autre exemple, la première zone peut être sous forme de deux portions, avec une première portion entourée par la deuxième zone et une deuxième portion entourant la deuxième zone, les portions de la première zones étant connectées ensembles l'une l'autre de manière ce qu'elle soient alimentées solidairement, l'activation de la première zone entraînant l'alimentation des deux portions ;
selon un exemple de réalisation de l'option visée à l'alinéa précédent, l'ensemble de projection optique est agencé par rapport à la source lumineuse de manière à ce que ladite image soit continue lorsque seules les zones lumineuses aptes à émettre une couleur identique sont activées ;
selon un exemple de réalisation de l'option visée à l'alinéa précédent, l'ensemble de projection optique comprend un élément de projection optique, notamment une lentille, comprenant un foyer agencé suffisamment à distance de ladite source lumineuse pour que ladite image soit continue lorsque seules les zones lumineuses aptes à émettre une couleur identique sont allumées ; cela permet d'obtenir une image continue d'une couleur donnée, alors que la répartition des zones lumineuses de même couleur est discontinue ;
la source lumineuse présente plusieurs portions lumineuses comprenant chacune plusieurs zones lumineuses, les portions étant agencées de manière à ce que l'ensemble des zones lumineuses d'une portion lumineuse émettent, lorsqu'elle sont activées, des rayons lumineux d'une première couleur et à ce que l'ensemble des zones lumineuses d'une autre portion lumineuse émettent, lorsqu'elles sont activées, des rayons lumineux d'une deuxième couleur, la première et la deuxième couleurs étant différentes ; il s'agit d'une forme alternative selon laquelle les zones lumineuses ne sont pas entremêlées mais regroupées ; les images formées par ces différentes portions ne seront pas au même endroit sur l'écran, dans le cas d'un ensemble optique de projection simple, tel qu'une cependant la réalisation de la source lumineuse est notamment dans le cas d'une source lumineuse à lentille ; simplifiée, bâtonnets ;
la source lumineuse est une source lumineuse à semiconducteur comprenant électroluminescents de une pluralité de bâtonnets dimensions submillimétriques, l'ensemble de ces bâtonnets étant répartis dans lesdites zones lumineuses, et dans lequel chaque zone lumineuse comprend le même nombre de bâtonnets ; la source lumineuse à bâtonnet est particulièrement adaptée à l'invention ; en particulier, en agençant ainsi le nombre de bâtonnets cela permet d'obtenir le même flux pour chaque zone lumineuse ; de cette façon, selon cette réalisation de l'invention, la distorsion étirant plus ou moins les zones lumineuses pour parvenir à l'image requise, l'image pourra avoir une luminance continue sur toute son étendue ;
le dispositif lumineux est un feu de signalisation.
Une source lumineuse à semi-conducteur comprenant une pluralité de bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques, est encore connue sous le nom de NanoLED. Dans cette demande, celle-ci sera appelée source lumineuse à bâtonnets.
Selon les réalisations de l'invention où le dispositif lumineux comprend une source lumineuse à bâtonnets, la source lumineuse peut optionnellement présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
les bâtonnets présentent un diamètre compris entre 0,1 micromètres (pm) et 2 micromètres, notamment entre 1,4 pm et 1,6 pm, par exemple lpm ; cela permet d'augmenter la surface émettrice de lumière et confère plus de luminosité à la source lumineuse ; par diamètre des bâtonnets on entend le diamètre du cercle circonscrit à la section transversale de ces bâtonnets, le terme « transversale » étant ici pris au sens de transversale à la direction selon laquelle le bâtonnet correspondant s'étend ; par exemple, ces bâtonnets peuvent être de section polygonale, notamment une section correspondant à un polygone régulier, notamment une section hexagonale, le cercle circonscrit à cette section passant par chaque sommet du polygone correspondant ;
les bâtonnets présentent une hauteur comprise entre 2 pm et 10 pm, par exemple 8 pm ; cela permet d'augmenter la surface émettrice de lumière et confère plus de luminosité à la source lumineuse ;
les bâtonnets sont écartés les uns des autres d'une distance entre 1 pm et 35 pm, préférentiellement entre 3 pm et 30 pm, préférentiellement entre 3 pm et 10 pm ;
le maximum de distance correspond à un minimum de densité en bâtonnets ; bien que ce maximum de distance ne soit pas limitatif, il confère de meilleurs résultats en termes de luminosité ; le minimum de 1 pm permet une réalisation plus facile de ces sources lumineuses, en particulier de la croissance des bâtonnets ; néanmoins lorsque les bâtonnets sont trop denses, l'émission de certaines bâtonnets peut-être gênée par la présence d'autres bâtonnets, qui l'écrantent ; le rendement de la source lumineuse est significativement amélioré avec une distance d'au moins 3pm la source lumineuse comprend un substrat depuis lequel s'étendent les bâtonnets.
Selon les réalisations de l'invention où la source lumineuse à bâtonnets comprend plusieurs zones activables sélectivement, la source lumineuse peut optionnellement présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
la source lumineuse comprend un moyen de connexion destiné à être connecté à une alimentation électrique, ce moyen de connexion étant agencé pour alimenter électriquement et indépendamment les différentes zones lumineuses ; la source lumineuse peut ainsi recevoir l'alimentation électrique des différentes zones depuis un seul point de connexion ;
le substrat comprend une cathode reliée au ou formant un pôle négatif du moyen de connexion ; il s'agit d'une connexion simple de la source lumineuse ;
la source lumineuse comprend au moins autant d'anodes que de zones lumineuses, chaque anode étant agencée de manière à être en contact avec chacun des bâtonnets d'une seule et même zone lumineuse, notamment chaque anode étant connectée à une ou plusieurs bornes positives du moyen de connexion ou formant chacune une borne positive du moyen de connexion ; il s'agit d'un exemple de réalisation compact et simple de la connexion de chaque zone lumineuse, compacité d'autant plus améliorée lorsque les anodes sont connectées au même moyen de connexion ;
chaque anode est formée par une couche conductrice déposée au-dessus du substrat, du côté des bâtonnets, et joignant électriquement les bâtonnets les unes aux autres ; il s'agit d'un exemple de réalisation davantage compact de la source lumineuse ;
le dispositif de pilotage des zones lumineuses activables sélectivement et les zones lumineuses sont montés sur une même face d'une carte électronique ;
alternativement à l'alinéa précédent, le substrat comprend une première face depuis laquelle s'étendent les bâtonnets, et une deuxième face opposée à la première face et sur laquelle le dispositif de pilotage est fixé, par exemple par soudage ; cela permet davantage de compacité ;
le dispositif de soudage est une puce électronique ;
les bâtonnets comprennent un nitrure de métal, notamment un nitrure de gallium, et/ou le substrat est essentiellement à base de silicium ; les nitrures de métal et en particulier de gallium permettent d'obtenir de bons résultats en termes d'émission de lumière ; le silicium permet de réaliser une source lumineuse, et donc un dispositif lumineux, moins onéreuse que les LED classiques ;
les bâtonnets et/ou la source lumineuse sont agencées de manière à ce qu'au moins une zone lumineuse émette des rayons lumineux d'une couleur différente de celle des rayons lumineux émis par au moins une autre zone lumineuse ; ce sont directement les sources lumineuses qui permettent de réaliser cette différence de couleur ;
la composition chimique des bâtonnets de l'au moins une zone lumineuse diffère de la composition chimique des bâtonnets de l'au moins une autre zone lumineuse, de manière à ce que les bâtonnets de l'au moins une zone lumineuse émettent des rayons lumineux d'une couleur différente de celle des rayons lumineux émis par les bâtonnets de l'au moins une autre zone lumineuse ;
chaque zone lumineuse comprend une couche d'un luminophore agencée au-dessus des bâtonnets, de manière à ce que le
luminophore reçoive les rayons émis par les bâtonnets et
émette à son tour des rayons lumineux, correspondant aux
rayons lumineux émis par la zone lumineuse correspondante, au
moins deux zones lumineuses différant les unes des autres par: o la composition chimique de leurs bâtonnets, o la composition chimique de leur couche de luminophore, et/ou o l'épaisseur de leur couche de luminophore ; L'invention a éqalement pour objet un véhicule comprenant un dispositif lumineux ou un système selon l'invention, notamment connecté à l'alimentation électrique du véhicule.
L'invention a éqalement pour objet un procédé de commande d'un dispositif lumineux selon une réalisation de l'invention, dans lequel la source lumineuse comprend plusieurs zones activables sélectivement, pour former une imaqe lumineuse d'une forme requise. Ce procédé comprend une étape de commande d'activation des zones lumineuses de manière à ce que les zones lumineuses ainsi activées forment une surface rayonnante d'une forme donnée, en fonction de la forme requise.
Le procédé selon l'invention peut optionnellement présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
l'étape de commande est réalisée par l'activation d'une commande activable par l'intermédiaire d'une interface utilisateur ;
l'étape de commande comprend les sous-étapes suivantes :
o la détermination de la forme requise par un capteur, une interface de commande et/ou un calculateur, o la détermination des zones lumineuses à activer en fonction de la forme requise, o fournir l'alimentation électriques aux zones lumineuses à activer ;
l'étape de détermination des zones lumineuses à activer est réalisée en comparant la forme requise à une base de données comprenant les zones lumineuses à activer selon des formes requises données ;
la détermination des zones lumineuses à activer est réalisée en calculant, par rapport à la forme requise, la forme à conférer à la surface rayonnante, et en choisissant l'ensemble de zones lumineuses de manière à ce que cet ensemble ait la forme à conférer ;
Sauf indication contraire, les termes « avant », « arrière », « inférieur », « supérieur », « côté », « transversal » se réfèrent au sens d'émission de lumière hors du dispositif lumineux.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des exemples non limitatifs qui suivent, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés, parmi lesquels : La figure 1 illustre un dispositif lumineux vu en coupe longitudinale selon un premier mode de réalisation ;
la figure 2 illustre la surface d'émission d'une source lumineuse selon la présente invention ;
la figure 3 illustre l'image de surface d'émission de la figure 2 après projection dans le dispositif lumineux de la figure 1 ;
la figure 4 représente une vue en coupe schématique d'une partie de la figure 2 ;
la figure 5 représente une vue de dessus d'une partie de la figure 2, la figure 4 étant également une coupe longitudinale dans cette figure 5 ;
la figure 6 illustre un dispositif lumineux selon un
deuxième mode de réalisation 1 'invention ;
la figure 7 illustre un dispositif lumineuse selon un
troisième mode de réalisation de l'invention ;
la figure 8 illustre un dispositif lumineux selon un
quatrième mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 illustre un exemple d'un dispositif lumineux
de véhicule D selon un premier mode de réalisation.
Dans cet exemple, le dispositif lumineux est un feu de signalisation D comprenant un boîtier 50 fermé par une glace de fermeture 48, définissant ainsi un volume intérieur de ce feu de signalisation D.
À l'intérieur de ce volume intérieur, est placée une source lumineuse S apte à émettre des rayons lumineux depuis une surface rayonnante. Dans l'exemple illustré, cette surface rayonnante située sur le dessus de la source lumineuse S et orientée légèrement vers l'arrière.
Un ensemble optique de projection reçoit directement les rayons g, r2 émis par la source S et les projette directement sur un écran 46, placé en vis-à-vis de l'ensemble optique de projection.
Cet ensemble optique de projection comprend une optique de projection 42 placée entre la source lumineuse S et l'écran 46. Elle comprend une entrée agencée en vis-à-vis de la surface rayonnante de la source lumineuse S de manière à recevoir l'ensemble des rayons r2, r2 émis par cette surface rayonnante. Sa sortie est située en vis-à-vis de l'écran de manière à ce que les rayons rlf r2 reçus par l'entrée soient envoyés directement sur l'écran 46.
L'optique de projection peut être composée de plusieurs éléments optiques ou, comme dans cet exemple d'un seul élément optique, par exemple une lentille 42 de projection, dont le dioptre d'entrée forme l'entrée de l'optique de projection et le dioptre de sortie forme la sortie de l'optique de projection.
La lentille 42 est ici convergente. Elle comprend un premier foyer au niveau de la surface rayonnante et un deuxième foyer.
Par exemple, la lentille 42 est stigmatique entre ces deux foyers, la source lumineuse S étant placée sur ce premier foyer et l'autre foyer est sur l'écran. Alternativement, la lentille 42 est une lentille de projection classique et la source lumineuse S est agencée au delà du foyer de manière à former l'image sur l'écran 46.
Dans tous les cas, l'image de la source lumineuse S, donc de sa surface rayonnante, est projetée sur la face avant de l'écran 46 du feu de signalisation.
L'écran 46 est situé en vis-à-vis de la glace de fermeture 48. Il peut être vertical ou quasiment vertical comme c'est illustré en figure 1.
Ici la lentille 42 est agencée de manière à ce présenter globalement un angle avec la normale à cet écran 46 inférieure à 45°. Autrement dit, dans cet exemple où l'écran 46 est plan, le plan médian de la lentille 42, de part et d'autre duquel sont agencés le dioptre d'entrée et le dioptre de sortie de la lentille 42, forme un angle compris entre 45 et 90 degrés avec cet écran. La source lumineuse S a ici la même orientation que le plan médian de la lentille.
Ainsi, l'optique de projection 42 et la source lumineuse S sont agencées de manière à projeter l'image de la source lumineuse S de manière rasante par rapport à la face avant de l'écran 46.
De ce fait, on peut, comme illustré en figure 1, placer la lentille 42 ainsi que la source lumineuse S de façon assez rapprochée de l'écran 46. On gagne ainsi en compacité, et le boîtier 50 peut présenter une profondeur limitée.
Il est même possible d'incliner davantage la lentille 42 et la source lumineuse S de manière à ce qu'elles tendent à être horizontales, et d'incliner davantage l'écran 46 de manière qu'il tende à être vertical. Dans ce cas, la lentille 42 et la source lumineuse S peuvent être rapprochées davantage de 1'écran 46.
À l'arrière de l'écran 46, un espace limité est agencé pour laisser passer un faisceau électrique 54 destiné à alimenter en électricité la source lumineuse S. Le faisceau électrique 54 sort du boîtier 50 via un connecteur 52, destiné à être connecté électriquement, notamment à la batterie du véhicule.
La glace de fermeture 48 est transparente et essentiellement lisse, de sorte que la face avant de l'écran 46 peut être observée directement par une personne située à l'arrière du véhicule. La face avant de l'écran 46 correspond à la surface éclairante du feu de signalisation D, et donc comprend les surfaces éclairantes des fonctions de signalisation émises par le feu de signalisation D. C'est l'image de la source lumineuse S projetée sur cet écran 46 qui forme la surface éclairante du feu de signalisation, et la forme de sa surface rayonnante qui forme la surface éclairante d'une ou plusieurs fonctions de signalisation.
Cette image est illustrée en figure 3. Il s'agit d'une image I ayant une forme requise, notamment pour réaliser des fonctions de signalisation données.
Par exemple, l'image I en figure 3 présente des secteurs correspondant chacun à une fonction de signalisation donnée. Au centre, on observe un secteur Fs correspondant à la fonction de feu stop, qui s'allume lorsque le véhicule freine. En bas, respectivement à gauche et à droite sont agencés un secteur FR correspondant à la fonction de recul, qui s'allume lorsque le véhicule recule, et un secteur Fab correspondant à la fonction de feu arrière antibrouillard. En haut à droite, un secteur FP correspond à la fonction de feu de position, qui est allumée de nuit, et à droite un secteur FID correspond à une fonction d'indicateur de direction, allumé de façon intermittente lorsque le conducteur indique qu'il tourne d'un côté, ici à gauche.
En figure 1 et 3, le bord inférieur de l'écran 45 correspond à la limite arrière 12 de l'ensemble des rayons envoyés par la lentille 42 et à la limite inférieure de l'image I. Le bord supérieur 47 de l'écran 46 correspond au bord supérieur de l'image I et à la limite avant 12 de manière a
1'intégralité l'ensemble des rayons envoyés par la lentille 42. Les bords latéraux, non référencés, correspondent également aux limites latérales de l'ensemble des rayons envoyés par la lentille 42 et aux bords latéraux de l'image I.
Ainsi, dans cet exemple, la lentille 42 est agencée de envoyer quasiment l'intégralité, voire des rayons lumineux g, r2 envoyés par la source lumineuse S, de manière à occuper la majorité de l'écran 46, voire la totalité de celui-ci.
De plus, comme les rayons g, r2 sont projetés de façon rasante par rapport à l'écran 46, l'image I de la surface rayonnante de la source lumineuse S sur cet écran est distordue comparé à la forme de la surface rayonnante sur la source lumineuse S. En effet, la lentille inversant l'image de la source lumineuse S, le bord arrière 47' de la source lumineuse S, soit le bord à droite en figure 1, est projeté plus haut sur l'écran 46, alors que le bord avant de la source lumineuse S, soit le bord à gauche en figure 1, est projeté plus bas sur l'écran 46. De ce fait, le bord arrière 47' sera beaucoup plus agrandi que le bord avant.
La présente invention et en particulier ce mode de réalisation, permettent néanmoins de réaliser cet agencement de l'optique de projection éclairant en lumière rasante l'écran 46 tout en compensant l'effet de distorsion.
Pour cela, comme illustré en figure 2, la forme de la source lumineuse S, et la forme de la ou des surface rayonnantes, sont agencées de manière à ce qu'elles permettent d'obtenir la forme requise de l'image I après projection par la lentille 42 des rayons émis par la source lumineuse S sur l'écran 46.
Dans l'exemple illustré, l'image I et ses secteurs FR, F ab, Fs, Fid, et FP, sont rectangulaires. Si les fonctions correspondant à ces secteurs étaient réalisées par projection d'images rectangulaires, il faudrait orienter la lentille 42 et l'écran 46 de façon quasiment parallèle pour avoir un éclairage frontal de l'écran par la source lumineuse S. Dans un tel cas, il faudrait que la distance entre la lentille et l'écran soit assez élevée, entraînant ainsi une augmentation de l'encombrement.
La source lumineuse S utilisée dans la présente invention, en particulier dans ce premier mode de réalisation, a une forme agencée de manière à ce qu'après projection par la lentille 42 sur l'écran 46, la forme requise rectangulaire soit obtenue malgré la projection en lumière rasante.
Dans cet exemple, la source lumineuse S comprend un ensemble émetteur de rayons lumineux. De manière schématique, seul cet ensemble émetteur est illustré en figure 2. Celui-ci comprend une pluralité de zones lumineuses 1, 2, 3, 4, aptes à être activés sélectivement réparties en rangées et en colonnes. De manière non limitative, les rangées s'étendent d'un bord avant 45' à un bord arrière 47', soit de bas en haut sur cette figure 2. Les bords latéraux de cet ensemble émetteur de lumière rejoignent les extrémités des bords arrière 47' et avant 45'. La figure 2 représente donc l'étendue maximale possible de la surface rayonnante, c'est-àdire la surface rayonnante si toutes les zones lumineuses sont allumées en même temps, dite surface d'émission.
La surface d'émission est de forme trapézoïdale avec un petit côté correspondant au bord arrière 47' et un grand côté correspondant au bord avant 45'. Après projection par la lentille 42 sur l'écran 46, l'image de cette surface d'émission sur l'écran 46 correspond à l'image requise I pour réaliser l'ensemble des fonctions du feu de signalisation.
Cette forme trapézoïdale est telle qu'avec l'agencement de la source lumineuse S, de la lentille 42 et de l'écran 46, l'image requise I est rectangulaire.
De la même manière, la surface de l'ensemble émetteur de la source lumineuse S est divisée en portions lumineuses dans lesquelles sont réparties les zones lumineuses 1, 2, 3, 4.
Par exemple, en figure 2, on peut observer une portion lumineuse centrale 7, dont la projection sur l'écran 46 correspond au secteur Fs réalise un feu stop. De même en avant de la source lumineuse S, on observe des portions lumineuses respectivement 5 et 6, qui après projection des rayons lumineux émis par leurs zones lumineuses correspondantes réalisent sur l'écran 46 respectivement le secteur du feu antibrouillard Fffl et le secteur du feu de recul FR. De même en arrière de la source lumineuse S, les zones lumineuses sont réparties en deux portions lumineuses 8 et 9, correspondant respectivement au secteur FP réalisant le feu de position et au secteur FID réalisant l'indicateur de direction.
Ces portions lumineuses 5 à 9 sont également de formes trapézoïdales et après projection de celles-ci sur l'écran 46, les images requises correspondantes sont rectangulaires.
Selon la fonction lumineuse de signalisation requise seules certaines des portions lumineuses seront alimentées en électricité et donc allumée, de manière à ce que leurs rayons lumineux forment le secteur d'image requis correspondant à la fonction requise.
Par exemple en cas de recul, seules les zones lumineuses de la portion lumineuse avant droite 6 sont alimentées. Si c'est en journée, seul le secteur FR du feu recul est affiché sur l'écran 46.
Ces zones lumineuses 1, 2, 3, 4 sont également de forme trapézoïdale. Ceci permet de faciliter la réalisation d'une image requise qui après projection a une forme rectangulaire, en particulier lorsque les zones lumineuses 1, 2, 3, 4 sont activables sélectivement. En effet, à chaque zone lumineuse correspondra une zone rectangulaire dans l'image I.
Les zones lumineuses 1, 2, 3, 4 sont de plus en plus étirées et petites en allant le long d'une rangée du bord avant 45' au bord arrière 47'.
Afin d'avoir une homogénéité lumineuse dans chacun des secteurs FR, FAB, Fs, FID, et FP, les zones lumineuse d'une même portion lumineuse 5 à 9 sont de flux lumineux sensiblement identique. Pour cela, le long d'une rangée de zones lumineuses selon un sens d'arrière en avant, les luminances des zones lumineuses d'une même portion lumineuse 5 à 9 sont croissantes. Autrement dit, plus les zones lumineuses sont petites plus leur luminance est forte. Celles délimitant le bord arrière 47' ont donc la luminance la plus élevée.
Selon une forme simple de réalisation, l'ensemble des zones lumineuses d'une même portion lumineuse 5 à 9 ont une couleur identique. Cela permet ainsi un regroupement des zones lumineuses par fonction de signalisation.
Dans l'exemple illustré, les zones lumineuses 1, 2, 3, 4 de la zone centrale 7 sont aptes à émettre des rayons lumineux de couleur rouge de manière à réaliser la fonction stop. De même la portion lumineuse avant droite 6 comprend des zones lumineuses aptes à émettre des rayons de couleur blanche, de manière à ce qu'après projection elle réalise la fonction de recul. La portion lumineuse avant gauche 5 comprend des zones lumineuses aptes à émettre des rayons lumineux rouges de manière à réaliser la fonction antibrouillard. De même, la portion lumineuse arrière gauche 8 comprend des zones lumineuses aptes à émettre des rayons lumineux de couleur rouge, pour la fonction feu de position. La portion lumineuse arrière droite 9 comprend des zones lumineuses aptes à émettre des rayons lumineux de couleur ambre, de manière à réaliser la fonction d'indicateur direction.
Dans un autre mode de réalisation, non présenté ici, les zones lumineuses peuvent être regroupées par trois, chacune émettant une couleur différente, par exemple rouge, bleu et vert, de manière à ce que de jour chacun de ces groupements puisse être alimenté de façon différente avec plus ou moins d'intensité, de manière à former après projection un pixel dans l'image, ce pixel ayant ainsi une couleur donnée selon l'alimentation des zones lumineuses de ce groupement. En variante, ces groupements peuvent être alimentés de manière à réaliser des formes différentes, par exemple signalétiques pour afficher des messages à l'attention des conducteurs des véhicules suivant le véhicule équipé du feu de signalisation.
Dans une variante non représentée, les zones lumineuses peuvent être regroupées par deux, chacune émettant une couleur différente, de manière à réaliser en étant activées ensemble une couleur d'une fonction de signalisation, notamment une couleur rouge, ambre ou blanche.
Dans un autre mode de réalisation, non présenté ici, au lieu d'avoir des zones lumineuses de couleurs identiques regroupées par portions comme précédemment décrits, les zones lumineuses de couleurs différentes peuvent être alternées et entremêlées. Par exemple, l'une des portions lumineuses comprend une telle alternance. Ainsi quand on active seulement les zones lumineuses d'une couleur donnée, une forme correspondant à cette portion lumineuse et de cette couleur donnée apparaît sur l'écran. En revanche si ce sont les autres zones lumineuses qui sont alimentées, la même forme sera affichée sur l'écran mais avec une couleur différente. Cela permet d'utiliser une même portion pour deux fonctions de signalisation différentes ou pour deux informations différentes.
Dans la réalisation mentionnée au paragraphe précédent, sur la surface d'émission ces zones lumineuses sont séparées par les zones lumineuses éteintes. Cependant, la lentille peut être agencée de manière à étaler les images des zones lumineuses de manière à ce que les images projetées des zones lumineuses allumées soient adjacentes et forment une image continue. Par exemple, selon une variante de cette réalisation, la lentille est agencée de manière à ce que son foyer soit suffisamment à distance de la source lumineuse, en arrière ou en avant de la surface d'émission par rapport à la direction d'émission des rayons par cette dernière. Alternativement, selon une autre variante, la lentille est une lentille dite aberrante. Selon encore une autre variante, la lentille a des microstructures agencées pour diffuser suffisamment les images des zones lumineuses pour créer cet étalement.
Selon une réalisation de l'invention, et en particulier de ce mode de réalisation, il est tiré parti de l'utilisation d'une source lumineuse à bâtonnets. En effet, cela permet la réalisation d'une source lumineuse S avec différentes zones lumineuses activables sélectivement de manière beaucoup plus aisée et plus réduite. Ainsi, la source lumineuse S et la lentille 42 peuvent et de tailles réduites comparé à un système avec des sources lumineuses plus classiques, tel que des LEDs .
Les figures 4 et 5 représentent schématiquement une portion de la source lumineuse S à bâtonnets agencée dans les différents modes de réalisation des dispositifs lumineux D,
D', D'', D'''.
Comme illustré en figure 4, la source lumineuse S, ici représentée en coupe, comprend un substrat 10 à partir duquel s'étendent selon une direction privilégiée des bâtonnets 11, 12, 13, 14.
Ce substrat 10 est, notamment dans cet exemple, du silicium, ce qui représente un coût bien moindre à celui des LED classiques, dans lesquelles les substrats sont en saphir. Les bâtonnets 11, 12, 13, 14, peuvent être obtenus par croissance cristalline sur ce substrat 10.
Les bâtonnets 11, 12, 13, 14, sont agencés de manière à former des bâtonnets en un matériau semi-conducteur électroluminescent. Les bâtonnets 11, 12, 13, 14, peuvent par exemple être formés essentiellement de nitrure de gallium.
Par exemple, ces bâtonnets 11, 12, 13, 14, comprennent une âme en matériau semi-conducteur apte à être dopé en électrons, autour de laquelle est formée une première couche en matériau semi-conducteur apte à présenter des déficits en électrons, dans ce cas on parle parfois de couche dopé en « trous » ou en charges positives. A l'interface de cette âme et de cette première couche, se forme une couche intermédiaire où se recombinent les électrons et les déficits en électrons. Ainsi, chaque bâtonnet 11, 12, 13, 14, est un élément semiconducteur électroluminescent.
Une couche de nucléation 19 est formée sur le substrat 10 et autour des bâtonnets 11, 12, 13, 14.
Dans cet exemple, les bâtonnets 11, 12, 13, 14, sont séparés d'une distance comprise entre 3 pm et 10 pm. Ils ont chacun une hauteur, prise depuis la couche de nucléation 19 jusqu'à leur sommet, de 8 pm. Leur diamètre, qui correspond ici à la largeur des bâtonnets en figure 4, est de 1 pm.
La source lumineuse S comprend donc essentiellement un substrat 10 formant une plaque hérissée d'une multitude de petits bâtonnets 11, 12, 13, 14, électroluminescents et submillimétriques, à savoir dont la plus grande dimension est inférieure au millimètre.
Dans cet exemple, selon une réalisation illustrée ici, de manière à avoir le même flux lumineux émis par chaque zone lumineuse d'une même portion lumineuse 5 à 9, les zones lumineuses d'une même rangée et d'une même portion lumineuse comprennent le même nombre de bâtonnets. Par conséquent, le long d'une rangée de zones lumineuses selon un sens d'avant en arrière, la densité de bâtonnets par zone lumineuse croit, et donc les luminances des zones lumineuses croissent également. Celles délimitant le bord arrière 47' de la surface d'émission de la source lumineuse S ont donc l'espace inter-bâtonnets le plus réduit.
Selon la présente invention, la source lumineuse S est divisée en plusieurs zones lumineuses 1, 2, 3, 4, correspondant à une répartition de l'ensemble des bâtonnets 11, 12, 13, 14.
Entre chaque bâtonnets 11, 12, 13, 14 d'une même zone 1,
2, 3, 4, est déposée une couche électriquement conductrice, joignant électriquement ces bâtonnets, formant ainsi une anode distincte 25, 26, pour chacune des zones lumineuses 1,
2, 3, 4.
Les quatre anodes 25, 26, ainsi formées sont en contact avec la couche de nucléation 19, qui elle-même est en contact avec la cathode formée par le substrat 10.
Ainsi, en connectant les anodes 25, 26 et la cathode 10 à une source d'alimentation, on peut alimenter en électricité indépendamment chacune des différentes zones lumineuses 1, 2,
3, 4.
Selon une réalisation de l'invention, chaque anode est connectée à une ou plusieurs bornes positives d'un moyen de connexion 20, destiné à être connectée à la borne positive d'une source d'alimentation électrique (non représentée) d'un véhicule. De même, la cathode 10 est connectée à la borne négative du moyen de connexion 20. Le moyen d'activation permet donc l'alimentation électrique de chacune de ces zones lumineuses 1, 2, 3, 4.
Il est donc possible de piloter cette source lumineuse S, par activation sélective de ses zones lumineuses 1, 2, 3, 4, via le moyen d'activation 20.
Le pilotage peut être réalisé par un moyen spécifique distinct du dispositif lumineux, ou bien, comme dans cet exemple réalisé par un dispositif de pilotage 29 intégré au dispositif lumineux.
Dans cet exemple, le pilotage est réalisé directement par un dispositif de pilotage 29. Ce dernier est relié d'une part au moyen de connexion 20 et d'autre part au connecteur 52 du dispositif lumineux D. le moyen de connexion 20 est lui relié à chaque anode 25, 26, via des conducteurs électriques 31, 32, 33, 34, notamment en un point de contact 21, 22.
Le dispositif de pilotage 29 et la source lumineuse S sont montés sur une même carte de circuit imprimé, non représentée. Les conducteurs électriques 31, 32, 33, 34 sont formés par des pistes électroniques de cette carte de circuit imprimé. De même, d'autres pistes électroniques relient le moyen de connexion 20 au dispositif de pilotage 29.
Le rendement lumineux des zones lumineuses 1, 2, 3, 4, peut être amélioré en déposant une couche réfléchissante 17, sur la couche de nucléation 19. Cette couche réfléchissante 17, 18, est par exemple déposée sur la couche de nucléation 19 avant croissance des bâtonnets, puis des trous sont ménagés dans cette couche réfléchissante 17, 18, ainsi que dans la couche de nucléation, avant croissance des bâtonnets 11, 12, 13, 14, sur le substrat 10.
En figure 5, seules quatre zones lumineuses 1, 2, 3, 4 ont été représentées. Cependant, dans cet exemple la source lumineuse S comprend davantage de zones lumineuses.
Dans l'exemple du premier mode de réalisation, les zones lumineuses 1, 2, 3, et 4, illustrées en figures 4 et 5 sont celles de la portion centrale 7. Elles sont aptes à être alimentées en fonction de la commande réalisée par le dispositif de pilotage 29, pour former le secteur Fs de l'image I, correspondant à l'image requise pour un feu stop.
L'intensité lumineuse requise pour une fonction donnée est atteinte en choisissant l'étendue de la surface de la portion lumineuse et/ou le rendement lumineux des bâtonnets, par exemple leur densité, et/ou l'intensité du courant les alimentant.
Un masque 56 peut être disposé en avant de la lentille 42 et de la source lumineuse S, afin de cacher celles-ci ainsi que le faisceau électrique 54. Du fait de la taille de l'écran 46 et de l'emplacement très incliné à horizontale de la source lumineuse S et de la lentille 42, le masque peut-être d'une hauteur relativement limitée.
La présente invention n'est pas limitée au premier mode de réalisation. D'autres modes de réalisation sont possibles, dans lesquels la source lumineuse et l'ensemble optique de projection permettent de dévier les rayons émis par la surface d'émission de manière à éclairer de manière rasante l'écran, sur lequel vont être observé les images requises réalisant les différentes fonctions de signalisation.
Par exemple, selon un deuxième mode de réalisation illustrée en figure 6, les rayons lumineux g, r2 ne sont pas envoyés par la lentille 142 directement sur l'écran 146 mais sont préalablement déviés par un miroir 144.
Ainsi dans ce deuxième mode de réalisation, la source lumineuse S' peut être orientée différemment, par exemple pour des raisons de contraintes d'agencement dans le boîtier 150 du feu de signalisation D'.
Dans cet exemple, la source lumineuse S' éclaire vers l'arrière du feu de signalisation et sa surface d'émission est quasiment verticale. Le plan médian de la lentille 142 et la source lumineuse S' sont verticaux et quasiment orientés parallèlement à l'écran 146. Ce dernier est situé en vis-à-vis de la glace de fermeture 148 qui ferme le boîtier 50 du feu de signalisation D'.
Comme dans le mode de réalisation précédent, il s'agit d'une glace transparente essentiellement lisse de sorte que l'écran 146 peut être observé directement par une personne située à l'arrière du véhicule, les surfaces éclairantes des fonctions de signalisation étant directement formées sur cet écran 146, entre son bord inférieur 145 et son bord supérieur 147 .
Après projection, les rayons r2, r2 émis par la source lumineuse S' atteignent le miroir 144, ici situé en bas, qui renvoie ces rayons en lumière rasante sur l'écran 146. De ce fait, il y a une distorsion de l'image projetée sur l'écran comparé à la forme de la surface d'émission de la source lumineuse S'.
L'agencement trapézoïdale de la source lumineuse S', de ses portions lumineuses et de ses zones lumineuses permet d'obtenir une image rectangulaire comme illustré en figure 3.
Ici aussi un masque 156 permet de cacher la source lumineuse S' et la lentille 142.
Selon une variante non représentée, le miroir 144 peut être courbe pour améliorer la qualité d'imagerie du système écran 146/miroir 144 en conjonction avec la lentille 142, notamment pour améliorer la netteté de l'image I.
Les figures 7 et 8 décrivent un troisième et un quatrième modes de réalisation, dans lesquels il n'y a pas d'écran situé en arrière de la source lumineuse, comme c'est le cas dans les deux premiers modes de réalisation. Dans ces troisième et quatrième modes de réalisation, l'écran est formé par la face avant de la glace transparente fermant le boîtier du feu de signalisation, comme il va être décrit ci-après.
Dans le troisième mode de réalisation, en figure 7, la glace de fermeture de 148 du boîtier de 150 du feu de signalisation D'' comprend sur sa face avant un billage 249 composé de plusieurs petites surfaces toriques et qui permettent de diffuser la lumière. Ici, la source lumineuse S'' et la lentille 142 sont également placées en bas et cachées à la vue de l'observateur par un masque 256.
Lors de l'implantation du feu de signalisation D'' dans le véhicule, ce masquage peut être réalisé par un retour de carrosserie passant devant la zone inférieure lisse située sous le billage 249. Dans ce cas, le feu de signalisation D'' peut ne pas comprendre de masque 256.
Les rayons lumineux émis r2, r2 émis par la source lumineuse S'' sont projetés par la lentille 242 à l'intérieur d'un cône de lumière, symbolisé par les limites 12 et 12 en figure 7, et de manière rasante sur la glace de fermeture 248. Les rayons lumineux r2, r2 pénètrent ensuite dans la glace de fermeture 248 par sa face arrière et jusqu'à sa face avant, qui est formée par le billage 249. Ce billage diffuse les rayons lumineux r2, r2 autour d'une direction donnée. Ainsi, l'image projetée se forme donc sur l'ensemble du billage, qui forme donc l'écran 246 sur lequel est affiché l'image I de la source lumineuse S''.
L'orientation de la source lumineuse S'' et de la lentille 242 par rapport à la face avant munis du billage 249 est environ la même que celle entre la source lumineuse S et de la lentille 42 par rapport à l'écran dans le premier mode de réalisation, en ce qui concerne l'angle formé. Néanmoins, cet angle n'est pas orienté dans le même sens puisqu'ici
l'écran 246 est placé en avant de la so urce lumineuse S .
En conférant ainsi la fonction d'écran à la glace de
fermeture 248, on peut également réaliser un feu de
signalisation de faible encombrement, et de plus avec une
glace de fermeture assez inclinée sur 1 Afin de réduire davantage la 'arrière. profondeur du feu de
signalisation D'', la face arrière de la glace de fermeture 248 est éclairée directement par les rayons rlf r2, du bord inférieur 245 de l'écran 246 à son bord supérieur 247. Les limites 12, 12 entre lesquelles sont envoyés ces rayons sont représentées en figure 7. Pour faciliter cela, la face arrière de la glace de fermeture 248 comprend des prismes formés par des stries 243. Celles-ci permettent de placer la source lumineuse S'' et la lentille 42 plus proche de la glace de fermeture avec une lumière projetée encore plus rasante par rapport à la glace de fermeture 248. En effet, ces stries permettent de réorienter à l'horizontale les rayons lumineux reçus par ces stries, avant qu'ils n'atteignent le billage. Par exemple, les rayons peuvent entrer dans la glace de fermeture 248 par un premier pan de la strie 243, puis être réfléchis par un deuxième pan de cette strie. Dans l'exemple illustré, ces deuxièmes pans sont les plus longs de chaque strie 243 représentée et forment ensemble l'équivalent d'un miroir plan fresnélisé.
Un cache 256 peut être placé pour masquer la source lumineuse S'' et la lentille 242. Néanmoins selon une réalisation non représentée, on pourrait réaliser le billage jusqu'en bas de la glace de fermeture, permettant ainsi de casser les formes visible et donc de se passer du cache 256.
La figure 8 illustre un quatrième mode de réalisation d'un feu de signalisation D' ' ' qui correspond à la combinaison du deuxième mode de réalisation et du troisième de réalisation.
Ici la source lumineuse S''' et la lentille 342 sont agencées vis-à-vis d'un miroir 344 plan de manière éclairer de manière rasante ce miroir 344. Ce dernier et la lentille 242 sont agencés de manière à ce que l'ensemble des rayons r2, r2 émis par la source lumineuse S''' soient tous collectés par la lentille 342, projetés sur ce miroir 344, puis atteignent une zone de la glace fermeture 348 du boîtier 350 du feu de signalisation D'''. Au niveau de cette zone, la face avant est couverte d'un billage 349 de ce fait ces rayons rlf r2 sont diffusés par la face avant de la glace de fermeture 348 au niveau des billages 349, de la même manière que dans le troisième mode de réalisation. Le billage 349 réalise ainsi un écran 346 avec un bord supérieur 347 et un bord inférieur 345.
L'image de la source lumineuse S''' se formera sur cet écran 346, l'image des bords de la surface d'émission correspondant à l'image des bords 345, 347 de l'écran 346, comme dans les autres modes de réalisation.
Dans ce quatrième mode de réalisation, du fait de l'agencement de la lentille 342, du miroir 344 et de l'écran 346, il y a peu de distorsion de l'image de la source lumineuse S''', néanmoins l'application de la présente invention dans ce quatrième mode de réalisation permet d'améliorer l'image pour qu'elle soit plus proche de la forme requise.
Dans ce quatrième mode de réalisation, le feu de signalisation D''' est plus profond que celui D'' du troisième mode de réalisation. Cependant dans ce quatrième mode de réalisation, il n'est plus nécessaire de mettre des stries à l'arrière de la glace de fermeture 348 car les rayons g, r2 arrivent avec un angle d'incidence suffisamment fort pour traverser cette glace de fermeture et atteindre le billage 349. La face arrière de la glace de fermeture 248 peut donc être lisse et plus facile à réaliser.
La lentille 342 et la source lumineuse S''' sont masquées en partie par le billage 349 et en partie par un masque 356.
Ainsi que ce soit avec un écran de projection distinct de la glace de fermeture et avec un matériau diffusant, comme dans les premier et deuxième modes de réalisation, ou avec une glace de fermeture munie de billages comme dans les troisième et quatrième modes de réalisation, on peut avoir un éclairage rasant de l'écran permettant un encombrement limité, grâce à l'emploi d'une source lumineuse avec des zones lumineuses de forme trapézoïdale, notamment une source lumineuse à bâtonnets.
Les dispositifs lumineux illustrés sont des feux de signalisation arrière de véhicule, mais l'invention peut s'appliquer à des projecteurs avant, ou encore à des dispositifs d'éclairage intérieur, tels qu'un plafonnier des appliques.
ou

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS
    1 . Dispositif lumineux (D ; D' ; D ; D') de véhicule destiné à former une surface éclairante d ' une forme requise, ledit dispositif comprenant : une source lumineuse (S ; S' ; S ; S ' ' ') apte à émettre des rayons lumineux (rx, r2) depuis une surface
    rayonnante, ladite surface rayonnante ayant une forme différente de ladite forme requise, un écran (46 ; 146 ; 246 ; 346), un ensemble optique de projection (42 ; 142 ; 242 ; 342) agencé de manière à recevoir lesdits rayons (r2, r2) et à les envoyer sur ledit écran, ladite source lumineuse, la forme de ladite surface rayonnante, ledit écran et ledit ensemble optique de projection étant agencés de manière à ce que lesdits rayons forment ensembles sur ledit écran une image (I) de la surface rayonnante, ladite image ayant ladite forme requise.
  2. 2. Dispositif lumineux (D ; D'') selon la revendication 1, dans lequel ledit ensemble optique de projection comprend une optique de projection (42 ; 242) agencée de manière à recevoir lesdits rayons (g, r2) et à les envoyer directement sur ledit écran (46 ; 246).
  3. 3. Dispositif lumineux (D' ; D''') selon la revendication 1, dans lequel ledit ensemble optique de projection comprend une optique de projection (142 ; 342) et un moyen de réflexion (144 ; 344), ladite optique de projection étant agencée de manière à recevoir, lesdits rayons (r2, r2) et à les envoyer sur ledit moyen de réflexion, ledit moyen de réflexion étant agencé de manière à renvoyer les rayons directement sur ledit écran (146 ; 346).
  4. 4. Dispositif lumineux (D' ; D''') selon la revendication 3, dans lequel ledit moyen de réflexion comprend au moins un réflecteur agencé de manière à renvoyer lesdits rayons (r2, r2) directement sur l'écran (146 ; 346), ledit réflecteur étant un miroir plan (144 ; 344).
  5. 5. Dispositif lumineux (D ; D' ; D'' ; D''') selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'écran (46 ; 146 ; 246 ; 346) et ladite source lumineuse (S ; S' ; S'' ; S''') sont globalement plans et agencés de manière à ce que l'écran forme un angle inférieur à 45° avec la normale à ladite source lumineuse.
  6. 6. Dispositif lumineux (D ; D' ; D'' ; D''') selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la forme de ladite surface rayonnante est trapézoïdale, ladite source lumineuse (S ; S' ; S'' ; S'''), l'ensemble optique de projection (42 ; 142 ; 242 ; 342) et ledit écran (46 ; 146 ; 246 ; 346) étant agencés de manière à ce que ladite image (I) ait une forme rectangulaire.
  7. 7. Dispositif lumineux (D ; D') selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un boitier (50 ; 150) avec une ouverture fermée par une glace transparente (48 ; 148), le boitier et la glace transparente délimitant un logement à l'intérieur duquel est agencé ladite source lumineuse (S ; S'), ledit écran (46 ; 146) et ledit ensemble optique (42 ; 142), l'écran comprenant une face avant en visà-vis de ladite glace transparente, l'écran étant agencé de manière à ce que sa face avant reçoive lesdits rayons (r2, r2) et à ce que ladite image (I) se forme sur cette face avant, l'écran présentant une opacité suffisante pour renvoyer les rayons en les diffusant.
  8. 8. Dispositif lumineux (D'' ; D''') selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'écran (246 ; 346) comprend une face avant et une face arrière opposée à cette face avant, l'écran étant agencé de manière à ce que sa face arrière forme un dioptre d'entrée desdits rayons (r2, r2) , de sorte que lesdits rayons entre dans l'écran via le dioptre d'entrée et traverse l'écran jusqu'à sa face avant, la face avant comprenant un moyen diffusant (249 ; 349) agencé de manière à diffuser lesdits rayons en formant ladite image (I) sur cette face avant.
  9. 9. Dispositif lumineux (D ; D' ; D'' ; D''') selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite source lumineuse (S ; S' ; S'' ; S''') comprend une surface apte à émettre lesdits rayons lumineux (g, r2) , dite surface d'émission, la source lumineuse n'étant apte à émettre des rayons lumineux que par cette surface d'émission et sur toute l'étendue de cette surface d'émission.
  10. 10. Dispositif lumineux (D ; D' ; D'' ; D''') selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ladite source lumineuse (S ; S' ; S'' ; S''') est divisée en une pluralité de zones lumineuses comprenant des zones lumineuses (1, 2, 3, 4) de tailles différentes et émettant un flux lumineux sensiblement identique.
  11. 11. Dispositif lumineux (D ; D' ; D'' ; D''') selon la revendication 10, dans lequel la pluralité de zones lumineuses comprend une ou plusieurs rangées de zones lumineuses agencées par taille décroissante d'une première à une deuxième extrémité de ladite rangée correspondante, la luminance des zones lumineuses étant croissante de la première à la deuxième extrémité de ladite rangée ou de ladite rangée correspondante.
  12. 12. Dispositif lumineux (D ; D' ; D'' ; D''') selon l'une quelconque des revendications 10 à 11, dans lequel lesdites zones lumineuses (1, 2, 3, 4) sont activables sélectivement.
  13. 13. Dispositif lumineux (D ; D' ; D'' ; D''') selon la revendication 12, dans lequel le dispositif lumineux comprend un moyen de pilotage (29) des différentes zones lumineuses (1, 2, 3, 4), agencé pour alimenter indépendamment les zones lumineuses en fonction d'un signal de commande reçu, de manière à activer selon le cas certaines desdites zones lumineuses ou la totalité desdites zones lumineuses pour générer la surface rayonnante, la surface rayonnante correspondant aux zones lumineuses activées.
  14. 14. Dispositif lumineux (D ; D' ; D'' ; D''') selon la revendication 13, dans lequel les zones lumineuses et le moyen de pilotage (29) sont agencés de manière à ce que le moyen de pilotage puisse activer lesdites zones lumineuses sélectivement de manière à conférer à ladite image différentes formes correspondant à des symboles différents.
  15. 15. Dispositif lumineux (D ; D' ; D'' ; D''') selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel la source lumineuse (S ; S' ; S'' ; S''') est agencée de manière à ce qu'au moins une zone lumineuse émette, lorsqu'elle est activée, des rayons lumineux d'une première couleur et à ce qu'au moins une autre zone lumineuse émette, lorsqu'elle est activée, des rayons lumineux d'une deuxième couleur, la première et la deuxième couleurs étant différentes et choisies parmi le rouge, le blanc et/ou l'ambre.
  16. 16. Dispositif lumineux selon la revendication 15, dans lequel les zones lumineuses sont agencées en une matrice présentant une alternance de zones lumineuses aptes à émettre une couleur différente.
  17. 17. Dispositif lumineux (D ; D' ; D'' ; D''') selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, dans lequel la source lumineuse (S ; S' ; S'' ; S''') est une source lumineuse à semi-conducteur comprenant une pluralité de bâtonnets électroluminescents (11, 12, 13, 14) de dimensions submillimétriques, l'ensemble de ces bâtonnets étant répartis dans lesdites zones lumineuses (1, 2, 3, 4), et dans lequel chaque zone lumineuse comprend le même nombre de bâtonnets.
    Dispositif lumineux (D ; D' ;
    D‘
    D‘ ) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif lumineux est un feu de signalisation.
    1/4
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