EP2781826A1 - Dispositif de signalisation et/ou d'éclairage pour véhicules automobiles - Google Patents

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EP2781826A1
EP2781826A1 EP14160203.7A EP14160203A EP2781826A1 EP 2781826 A1 EP2781826 A1 EP 2781826A1 EP 14160203 A EP14160203 A EP 14160203A EP 2781826 A1 EP2781826 A1 EP 2781826A1
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EP
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circuit board
projection
printed circuit
projection unit
base
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EP14160203.7A
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English (en)
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Sylvain Yvon
Patrick Wacheux
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Valeo Vision SAS
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Valeo Vision SAS
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    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/42—Forced cooling
    • F21S45/43—Forced cooling using gas

Definitions

  • the invention relates to signaling and / or lighting devices for motor vehicles.
  • It relates in particular but not exclusively to lighting devices intended to provide a beam made in a matrix manner by a plurality of modules each producing a part of the beam.
  • each of the modules comprises a light-emitting diode (hereinafter LED) forming the light source of the module.
  • LED light-emitting diode
  • the LED generates a lot of heat when it works.
  • the overall beam is generated by the operation of all the modules with each of the individually controlled LEDs, resulting in a significant rise in temperature inside the device. It is therefore necessary to provide a heat transfer adapted to cool the assembly.
  • Such a device requires two additional organs.
  • the first is formed by a control device that provides matrix control of the LEDs. It must be placed in close proximity to the LEDs for optimal operation and for electromagnetic considerations.
  • the second is a current converter for supplying power to the modules. These two electronic devices also emit heat and must be cooled.
  • the electrical connections between the modules, the driver and the converter are not easy to perform with the standard connection beams provided for the lighting devices taking into account the number of connections to be made and the electromagnetic constraints.
  • each LED module must be fixed in a very precise position to provide optimal optical performance. But we also seek to allow the adjustment of the inclination of the beam relative to the horizontal direction.
  • An object of the invention is to facilitate the production of a lighting and / or signaling device.
  • Such a common support which ensures the mechanical maintenance of the two modules and the control device facilitates the realization of the projection unit. It is indeed likely to contribute to the mechanical integration of the various members of the unit and their support, the dissipation of heat of the organs, their electrical connection.
  • the optical projection device of an optical module cooperates with the light source of this same optical module. It is understood here that the light rays emitted by the light source are shaped beam to be projected on the road at least in part by the optical projection device.
  • this optical projection device may be either at least one lens, or at least one reflector, or a combination of a reflector and at least one lens.
  • the semiconductor light source (s) are light-emitting diodes, hereinafter designated by the acronym LED, and also include laser diodes, which emit laser radiation.
  • At least one of the two optical modules, and advantageously all the optical modules comprise a heat dissipation means arranged to dissipate at least a portion of the calories generated by the semiconductor light source.
  • This dissipation means can also provide autonomously all the cooling of the optical module that receives it.
  • the heat dissipation means may be formed by a radiator having a base and a plurality of cooling fins.
  • the heat dissipation means is in surface contact with the printed circuit board of the optical module. This ensures a perfect transmission of the calories present on the printed circuit board to the heat dissipation means.
  • the printed circuit board of the module is plated and secured to the radiator base.
  • At least one optical module and advantageously all the optical modules, are secured by screws ensuring the mechanical connection between the thermal dissipation means of the module and the common support.
  • the electrical connection support which provides the connection of the light sources, can take several aspects.
  • PCB printed circuit board
  • FR-4 fiberglass reinforced epoxy resin composite
  • the electrical connection support is the means of heat dissipation of the optical module, which is then at least partially electrically conductive;
  • the light-emitting diodes are of type mounted on a submount and are directly attached to the surface of the dissipator, according to the so-called submount technology.
  • Each base or submount area is connected to a power control circuit by wire links, according to the technology commonly referred to by the English expression “wire-bonding", or by the term “cabling by wire” or “bridging”. This type of assembly is for example described in the patent application EP 1903276 .
  • This technique of fixing electronic components is particularly advantageous in the case of light-emitting diodes because it allows a more precise positioning of the diodes in the optical module and ensures a better efficiency of the heat dissipation and therefore their operating efficiency.
  • it makes it possible to design less complex and extended printed circuit boards, comprising only the components intended to control and regulate the power supply of the light-emitting diodes, since the latter are no longer directly mounted thereon.
  • the control and regulation components of the supply of the diodes are grouped together in an electronic chip which is also mounted on the base of the heatsink: there is no longer a printed circuit board.
  • the light-emitting diodes are directly integral with a printed circuit board or mounted in a base on the heat sink, connected or not to a printed circuit board on the optical module.
  • the control device thus comprises a so-called primary printed circuit board, which extends in a first plane transverse to a second plane of extension of the printed circuit board of the optical modules, called secondary.
  • the first plane is perpendicular or substantially perpendicular to the second plane. The relative positioning of these planes is understood at least in the vicinity of the areas of electrical connection between the secondary printed circuit boards and the primary printed circuit board.
  • the secondary circuit boards and the primary circuit board are concurrent. In other words, these cards intersect.
  • the common support comprises at least one through opening in which the secondary printed circuit board passes. It will be understood that at least one of the secondary printed circuit boards, and advantageously the secondary printed circuit boards of all the optical modules, pass right through the common support. This is an arrangement of optical modules that facilitates their assembly and if necessary their disassembly for the replacement of a defective optical module, which is a significant advantage given the cost of achieving the entire package. 'unit.
  • the secondary printed circuit board is mechanically held on the optical module and extends in the through opening without mechanical contact with the common carrier.
  • Such a solution facilitates the adjustment of the optical module vis-à-vis the common support in a direction parallel to the plane in which the common support extends along its length.
  • the primary circuit board has a through hole in which the secondary printed circuit board passes.
  • At least one secondary printed circuit board and advantageously the secondary printed circuit boards of all the optical modules, are electrically connected to the primary printed circuit board by at least one flexible connection element.
  • Such flexibility ensures electrical contact regardless of the position of the secondary printed circuit board in the direction of the length of the primary printed circuit board.
  • the adjustment of the optical module is thus facilitated because it eliminates any problem of electrical connection with the primary circuit board.
  • the flexible connection element is at least one spring tongue bearing against one side of the secondary circuit board, without solder connection.
  • the primary printed circuit board is in surface contact on the common support. This ensures a perfect transmission of calories present on the primary printed circuit board to the common medium.
  • the common support is a heat sink arranged to dissipate at least a portion of the calories generated by the primary printed circuit board.
  • the heat sink is metallic, in particular made from an aluminum alloy.
  • the heat sink is arranged to dissipate at least a portion of the calories generated by at least one of the semiconductor light sources, in particular from the thermal dissipation means embedded in the optical module.
  • the common support can be made from a thermally insulating material.
  • At least one optical module, and advantageously all the optical modules, and the primary printed circuit board are arranged on opposite faces delimiting the common support.
  • the optical module and the primary circuit board are thus on both sides of the common support.
  • the invention also relates to a device for projecting a light beam intended to be installed in a motor vehicle headlamp comprising a base on which is mounted at least one projection unit comprising any of the features presented above.
  • this complete link is implemented at one end of the common support, in particular on a slice of a plate forming the common support.
  • At least one of the projection units, and preferably all the projection units, are mounted on the base by means of a pivot connection.
  • the common support and the base include one or more bearings traversed by a tree.
  • this pivot connection is operated at one end of the common support, in particular on a slice of a plate forming the common support.
  • the projection device comprises a power converter for the power supply of the optical modules and fixed, in particular directly, to the base.
  • the primary printed circuit board provides control, diagnosis and reception / transmission of signals to and from the vehicle, while the same power converter provides the electrical energy necessary for lighting the light sources of the two optical modules constituting the projection unit.
  • the power converter is in surface contact with the base, said base being arranged to dissipate at least a portion of the calories generated by the power converter.
  • the base provides a cooling role with respect to the power converter.
  • the power converter and at least one projection unit are arranged on opposite sides of the base, that is to say on either side thereof. This avoids the accumulation of calories in the same area, since the projection unit dissipates in the air of a first side of the base, while the power converter dissipates from a second side of the base, separate on the first side by the base.
  • the base has a through opening through which the power converter is electrically connected to at least one projection unit, and preferably to all projection units. This brings together and connects all the necessary means to control and power sources of light.
  • the power converter is connected to at least one projection unit by means of a flexible beam.
  • a flexible beam passes through the opening in the base.
  • the projection device may comprise at least one seal in contact with the base and the power converter. This prevents the entry of foreign bodies in the area of the projector that receives the projection unit.
  • the base closes a hole in a housing of the projector, it prevents the entry of these foreign bodies into the internal volume of the projector.
  • a fan attached, especially directly to the base. It promotes the mixing of air in the vicinity of the projection unit in order to increase the cooling.
  • the power converter comprises a radiator arranged to dissipate calories.
  • This radiator can form a cooling system that completely dissipates the calories generated by the power converter. Alternatively, the dissipation of these calories can be shared between this radiator and the base of the projection device. In one example, this radiator can also form a housing that delimits the external enclosure of the power converter.
  • the common support and the base form electromagnetic screens. This limits the spread of electronic disturbances to the rest of the vehicle.
  • the invention finally covers a motor vehicle headlamp comprising at least one projection unit as explained above, or at least one projection device comprising any of the features mentioned above.
  • the projection device comprises a seal in contact with the base and with a housing of the projector.
  • the base thus contributes to the sealing of the projector with respect to impurities that may be introduced into the internal volume of the projector, that is to say between the housing and a closing window by which the lighting beam past.
  • at least one face of the base and / or the power converter exchange with a flow of air outside the projector.
  • An advantage of the invention lies in the integration of the constituent components of the optical modules on the same common support, and controlled by means of the same control device.
  • Another advantage lies in a streamlined management of the heat dissipations that it is necessary to operate to optimize the operation of the projection unit.
  • This projection unit can also be produced in a standard configuration that allows it to accommodate different arrangements of optical modules and different numbers of optical modules according to the projection unit model that it is desired to carry out. Similarly, the common support constituting the projection unit can be used to dissipate the calories of the optical modules and / or the control device.
  • An advantage of the projection device lies in the fact that it is compatible with a function for tilting the beam of the device relative to the horizontal direction, forming the optical axis of the projection device.
  • the orthogonal coordinate system X Y Z is used in the following, in which the X and Y directions are horizontal and respectively parallel and perpendicular to the direction of travel of the vehicle, while the Z direction is vertical.
  • the projector 2 comprises a projection device 4 providing a lighting function. It is understood, however, that the projection device may further provide one or more signaling functions, or that it may constitute only a signaling device.
  • the projector 2 alone provides several lighting functions and includes for example for this purpose several projection units similar to that which we will describe.
  • the projector 2 comprises a housing 6 and a window 8 extending respectively at the rear and at the front of the device and which delimit an internal enclosure in which the projection device 4 is housed.
  • the projection device 4 comprises one or more projection units 100.
  • This projection unit 100 has the function of generating and projecting onto a road a regulatory lighting beam, such as a passing beam, a driving beam, a beam daytime running light beam, fog light or long range.
  • a regulatory lighting beam such as a passing beam, a driving beam, a beam daytime running light beam, fog light or long range.
  • Such a projection unit 100 comprises at least two optical modules 20.
  • Each optical module 20 comprises at least one semiconductor light source 101, that is to say a light-emitting diode (LED).
  • each optical module 20 may comprise several LEDs.
  • Each optical module 20 also comprises a printed circuit board 26 on which the led or LEDs are secured, for example by welding. This printed circuit board, hereinafter referred to as secondary, conveys the electrical power from an electronic control device 102 to the LED.
  • the secondary printed circuit board may include electronic components.
  • Each optical module 20 further comprises at least one projection device 23, which may for example be formed by one or more lenses, by a reflector, or by a combination of these technical means.
  • the lens is placed in front of the optical module 20 and concentrates the light rays emitted by the LED so as to form the light beam projected on the road.
  • the projection unit 100 further comprises the control device 102, which controls the two optical modules 20.
  • This control module 102 comprises at least one primary circuit board 32 which is common to the control of the two optical modules 20. In other words at least a part of the elements carried by this primary printed circuit board, for example tracks or electronic components, is common to both optical modules. These optical modules 20 can thus be controlled simultaneously or independently.
  • the projection unit 100 also comprises a single common support 14 on which are fixed the two optical modules 20, as well as the control device 102.
  • the primary printed circuit board 32 is plated. against one side of the common support 14, which ensures a good transfer of calories from the card to the common support 14, the latter then behaving as a heat sink.
  • the optical module 20 may comprise a heat dissipation means 21 responsible for dissipating into the air the calories generated by the LED 101. These calories pass through the secondary printed circuit board 26 before joining the heat dissipating means 21, the latter also serving as mechanical support for this secondary printed circuit board and the projection device 23.
  • the secondary printed circuit board 26 is thus in surface contact, for example directly or via a paste or a thermal glue, with a flat section which delimits the outer periphery of the heat dissipation means 21.
  • At least one of the optical modules 20 is screwed onto the common support 14.
  • the heat dissipation means 21 is pressed against one face of the common support 14, so as to receive a portion of the calories present on the heat dissipation means 21.
  • the common support 14 thus also provides a heat dissipation function with respect to the heat dissipation means 21.
  • the common support 14 also has a role of mechanical support, since the heat dissipation means 21 is screwed onto the common support 14 .
  • the primary circuit board 32 extends in a first plane transverse to two second planes in which each secondary circuit board 26 of each optical module 20 extends. According to the embodiment of the figures, the first plane and the second planes are perpendicular, or substantially perpendicular.
  • the primary printed circuit board 32 comprises at least one through hole 103 through which the secondary printed circuit board extends to be electrically connected to the primary printed circuit board 32.
  • the latter can include as much through hole 103 as there is optical module in the projection unit according to the invention.
  • the common support 14 may include a through opening 36 through which the secondary circuit board 26 extends. It is thus understood that the optical modules 20 are arranged on one side of the common support 14, while the primary printed circuit board 32 is disposed on an opposite face of the common support 14 to that which receives the optical modules 20, a through opening 36 for electrically connecting the secondary circuit boards 26 to the primary circuit board 32.
  • the secondary circuit board extends into the through-hole and / or into the through opening without there being a mechanical contact other than at least one flexible connection element 40.
  • Such a configuration makes it possible to regulate easily the positioning of the optical modules 20 on the common support 14.
  • the electrical connection between the secondary printed circuit board (s) 26 and the primary printed circuit board 32 is provided by one or more flexible connection elements 40.
  • the flexible connection element 40 is formed by minus one spring tongue bearing against one side of the secondary printed circuit board 26, without solder connection. This is a surface contact bearing on a track or a connection pad present on the secondary circuit board 26. At the opposite end of this spring tab, it is connected hyperstatically to the primary printed circuit board 32, for example by a solder pad.
  • the common support 14 is a heat sink arranged to dissipate all or part of the calories generated by the primary printed circuit board 32.
  • the primary printed circuit board 32 is thus in surface contact, for example directly or via a tab or a thermal glue, with a flat section which delimits the outer periphery of the common support 14, the latter then behaving like a heat sink.
  • the projection device 4 comprises a base 12 on which the common support 14 is secured.
  • the base 12 and the common support 14 each have a general shape of plate. However, each of them could be given a different shape, especially a non-flat or non-flat shape.
  • the base 12 is parallel to the X and Y directions while the common support 14 is parallel to the Y and Z directions except when it is inclined with respect thereto.
  • the common support 14 is entirely above the base 12.
  • the common support 14 can be mounted movably on the base 12, via a pivot connection 104.
  • the common support can also be called component.
  • it is articulated with respect to the base 12 about an axis of rotation 16 parallel to the direction Y. Knowing that the common support 14 carries light sources, this articulation makes it possible to adjust the inclination of the beams
  • the axis 16 extends in the middle portion of the base 12.
  • the common support 14 and the base 12 may include in particular two or three bearings in which a rotating shaft passes.
  • the common support 14 can be connected to the base 12 by a complete connection, that is to say not allowing movement of a room relative to the other.
  • the projection device 4 comprises optical modules 20 which here are five in number, but this number could be lower or higher than this value.
  • the optical modules are in this case identical.
  • Each module comprises a light source formed here by one or more LEDs. It also comprises a reflector and a projection device, taking for example the shape of a lens 23.
  • the or LEDs, the reflector and the lens are specific to each module.
  • the reflector extends to the rear of the led and the lens to the front of it. In other words, the reflector may be immediately adjacent to the common support 14, the diode or diodes being interposed between the reflector and the projection device, in the direction X.
  • Each optical module 20 may comprise a housing 22 as well as the secondary printed circuit board 26 comprising electronic components controlling the LED or LEDs.
  • each optical module 20 may comprise on its underside ribs providing dissipation of the heat generated by the LED or LEDs, as well as the heat generated by the secondary printed circuit board 26.
  • the optical modules 20 are arranged in this case in two horizontal rows extending one above the other, the lower row here comprising three optical modules and the upper row comprising two. Of course, it is possible to modify the number of optical modules 20 per row and the arrangement of the rows.
  • the respective optical axes of the modules are parallel to each other and parallel to the X direction or slightly inclined relative to the latter according to the orientation of the common support 14.
  • the optical modules 20 are intended to form elementary light beams which, when combined in a matrix form, produce a beam emitted by the projector 2. It may be a cut-off or non-cut lighting beam. This will be for example a driving beam, a passing beam or a daylight beam.
  • Each optical module 20 has a flat rear face 28 perpendicular to the direction X and placed in surface contact with a flat front face 30 of the common support 14 also perpendicular to the direction X. This ensures a heat transfer from the optical module 20 to the common support 14, in particular via the dissipation means 21.
  • the secondary printed circuit board 26 extends in a plane perpendicular to the direction Z.
  • Each optical module 20 is rigidly fixed to the common support 14, for example by means of FIG. less than one screw 38.
  • the projection unit 100 comprises an electronic device for controlling all the optical modules 20.
  • This control device 102 makes it possible in particular to control the switching on or off of the optical modules 20 depending on the type of beam that is to be produced.
  • the primary circuit board 32 is flat and extends in a plane perpendicular to the direction X.
  • This primary circuit board is in surface contact with a rear face 34 of the common support 14 also perpendicular to this direction.
  • the optical modules 20 and the control device 102 are thus disposed on opposite sides of the common support 14. This contact of the control device 102 with the common support also ensures a thermal transfer of the primary printed circuit board 32 towards the support common 14.
  • the common support 14 and the primary printed circuit board 32 each respectively comprise at least one through-opening 36 and a through-hole referenced 103. These through-openings 36 and these through-holes 103 are in coincidence, that is to say at least partly facing each other.
  • Each secondary circuit board 26 of each of the optical modules extends in a pair formed by a through opening 36 and a through hole 103.
  • an upper through opening 36 is common to both optical modules of the upper row and a lower through opening 36 is common to the three optical modules 20 of the lower row.
  • the secondary printed circuit board 26 of each optical module 20 therefore extends on both sides of the common support 14. In particular, it emerges from the through hole 103 to extend at the rear of the primary printed circuit board 32.
  • the electrical connection between its secondary printed circuit board 26 and the primary circuit board device 32 is provided by one or more flexible connection elements 40.
  • These are electrical contactors which form springs in being made in the form of non-planar flexible metal tongues.
  • an upper end of the tongue is rigidly attached to the primary circuit board 32 being parallel to the latter at its attachment, while a lower end of the tongue comes into contact with the secondary printed circuit board. 26, being parallel to the latter at least at its free end.
  • the secondary circuit board 26 has tracks that electrically connect with the respective tabs so that the optical module 20 can occupy different positions relative to the common support 14, especially along the X or Z direction, without breaking the contact. between the tabs and the secondary printed circuit board. It is therefore possible to choose the optimum position for fixing the optical module 20 on the common support 14 for good optical performance without suffering any constraints relating to the electrical connection.
  • the projection device 4 comprises an electric power conversion member supplying the optical modules 20.
  • This member otherwise called a power converter 42, is fixed rigidly and directly to a lower face of the base 12. , this power converter 42 and the common support 14, with the elements that it carries, extend on opposite sides of the base 12.
  • a lower face 44 of the power converter 42 opposite the base 12 carries ribs 46 forming a heat dissipation radiator.
  • a radiator may be formed by a casing delimiting peripherally the power converter 42, this housing being able to receive one or more ribs 46.
  • the projection device 4 may comprise a seal 48 water seal interposed between the base 12 and the power converter 42, in particular its housing.
  • the base 12 has a through opening 50 in which a connector 52 of the power converter 42 extends, this connector being itself electrically connected to the control device 102 by means of a flexible harness 54. This same connector is moreover connected to a beam 56 connected to other parts of the headlamp 2.
  • the base 12 has on a lower face a series of ribs or fins 60 forming means for promoting heat dissipation in the air surrounding the projection device 4.
  • a fan 62 extending for example to the right of the optical modules 20 so as to generate a flow of air around them.
  • the fan 62 is arranged on the base 12 so as to propel an air flow in a direction parallel to the direction Z.
  • the fan 62 not only performs a forced convection, but also, because of its position, it blows fresh air in contact with the base 12.
  • the base 12 further carries a seal 64 in contact with both the upper face of the base 12 and the housing 6.
  • the underside of the base 12 and the power converter 42 are disposed outside the internal volume of the projector 2, so as to dissipate the calories in a flow of air surrounding the projector 2.
  • the optical modules 20 produce beams of light.
  • the heat generated by the LED or LEDs is partly dissipated by the heat dissipation means 21 and partly transmitted by conduction to the common support 14.
  • the heat released by the primary circuit board 32 is also transmitted to the common support 14.
  • the heat thus collected by the common support 14 is partly dissipated directly by the latter and partly transmitted to the base 12.
  • the heat released by the power converter 42 is transmitted to the base 12, if it is not previously dissipated by the radiator of the power converter 42.
  • the heat received by the base 12 is dissipated in part by the ribs 60.

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Abstract

L'invention vise une unité de projection 100 d'un faisceau lumineux destiné à être installé dans un projecteur 2 de véhicule automobile, comprenant :
- au moins deux modules optiques (20) comprenant chacun au moins une source de lumière à semi-conducteur (101) solidaire d'un support de connexion électrique, et au moins un dispositif optique de projection (23),
- un dispositif de commande (102) commun aux deux modules optiques (20),
- un support commun (14) sur lequel sont solidarisés les deux modules optiques (20) et le dispositif de commande (102) caractérisé en ce que le dispositif de commande (102) comprend une carte de circuit imprimé (32), dite primaire, ou un circuit imprimé flexible, qui s'étend dans un premier plan qui est transversal à un deuxième plan d'extension du support de connexion électrique d'au moins un des modules optiques (20).

Description

  • L'invention concerne les dispositifs de signalisation et/ou d'éclairage pour véhicules automobiles.
  • Elle concerne en particulier mais non exclusivement les dispositifs d'éclairage destinés à fournir un faisceau réalisé de façon matricielle par plusieurs modules produisant chacun une partie du faisceau.
  • Dans un tel dispositif, chacun des modules comprend une diode électroluminescente (ci-après led) formant la source de lumière du module. Toutefois, la led génère beaucoup de chaleur lorsqu'elle fonctionne. Le faisceau global est généré par le fonctionnement de l'ensemble des modules avec chacune des led pilotées individuellement, d'où une importante montée en température à l'intérieur du dispositif. Il est donc nécessaire de prévoir un transfert thermique adapté pour refroidir l'ensemble.
  • De plus, un tel dispositif requiert deux organes supplémentaires. Le premier est formé par un dispositif de commande qui assure le pilotage matriciel des leds. Il doit être disposé à proximité immédiate des leds pour un fonctionnement optimal et pour des considérations électromagnétiques. Le second est un convertisseur de courant destiné à alimenter les modules en courant électrique. Ces deux organes électroniques dégagent eux aussi de la chaleur et doivent être refroidis.
  • En outre, les connexions électriques entre les modules, le pilote et le convertisseur ne sont pas faciles à effectuer avec les faisceaux de connexion standards prévus pour les dispositifs d'éclairage compte tenu du nombre de connexions à réaliser et des contraintes électromagnétiques.
  • Par ailleurs, l'intégration mécanique de tous ces organes au sein du dispositif est complexe à mettre en oeuvre.
  • Enfin, chaque module à led doit être fixé dans une position très précise pour fournir des performances optiques optimales. Mais on cherche aussi à permettre le réglage de l'inclinaison du faisceau par rapport à la direction horizontale.
  • Un but de l'invention est de faciliter la réalisation d'un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation.
  • À cet effet, on prévoit selon l'invention une unité de projection d'un faisceau lumineux destiné à être installé dans un projecteur de véhicule automobile, comprenant:
    • au moins deux modules optiques comprenant chacun au moins une source de lumière à semi-conducteur solidaire d'un support de connexion électrique, et au moins un dispositif optique de projection,
    • un dispositif de commande commun aux deux modules optiques,
    • un support commun sur lequel sont solidarisés les deux modules et le dispositif de commande, ladite unité de projection étant remarquable en ce que le dispositif de commande comprend une carte de circuit imprimé, dite primaire, ou un circuit imprimé flexible, qui s'étend dans un premier plan qui est transversal à un deuxième plan d'extension du support de connexion électrique d'au moins un des modules optiques.
  • Un tel support commun qui assure le maintien mécanique des deux modules et du dispositif de commande facilite la réalisation de l'unité de projection. Il est en effet de nature à contribuer à l'intégration mécanique des différents organes de l'unité et à leur support, à la dissipation de la chaleur des organes, à leur connexion électrique.
  • On notera que le dispositif optique de projection d'un module optique coopère avec la source de lumière de ce même module optique. On comprend ici que les rayons lumineux émis par la source de lumière sont mis en forme de faisceau à projeter sur la route au moins en partie par le dispositif optique de projection. A titre d'exemple, ce dispositif optique de projection peut être soit au moins une lentille, soit au moins un réflecteur, soit une combinaison d'un réflecteur et d'au moins une lentille.
  • La ou les sources de lumière à semi-conducteur sont des diodes électroluminescentes, ci-après désigné par l'acronyme LED et concerne également des diodes lasers, qui émettent un rayonnement laser.
  • Selon un aspect de l'invention, au moins un des deux modules optiques, et avantageusement tous les modules optiques, comprennent un moyen de dissipation thermique agencé pour dissiper au moins une partie des calories générées par la source de lumière à semi-conducteur. Ce moyen de dissipation peut également assurer de manière autonome l'intégralité du refroidissement du module optique qui le reçoit. Le moyen de dissipation thermique peut être formé par un radiateur présentant un socle est une pluralité d'ailettes de refroidissement.
  • Selon un autre aspect de l'invention, le moyen de dissipation thermique est en contact surfacique avec la carte de circuit imprimé du module optique. On assure ainsi une parfaite transmission des calories présentes sur la carte de circuit imprimé vers le moyen de dissipation thermique. Selon un exemple, la carte de circuit imprimé du module est plaqué et solidaire du socle formant radiateur.
  • Selon un exemple de réalisation, au moins un module optique, et avantageusement tous les modules optiques, sont solidarisés par des vis assurant la liaison mécanique entre le moyen de dissipation thermique du module et le support commun.
  • Dans le cadre de l'invention, le support de connexion électrique, qui assure la connexion des sources de lumière, peut revêtir plusieurs aspects.
  • Selon une première variante, il s'agit d'une carte de circuit imprimé, couramment appelée PCB, acronyme de Printed Circuit Board en anglais. Par exemple, il peut s'agir d'un PCB multicouches, habituellement réalisé en composite de résine époxy renforcé de fibre de verre (matériau usuellement désigné sous l'appellation FR-4). Dans cette variante, les cartes de circuit imprimé des modules sont alors dites secondaires, par distinction avec la carte de circuit imprimé primaire du dispositif de commande.
  • Selon une seconde variante, le support de connexion électrique est le moyen de dissipation thermique du module optique, qui est alors au moins partiellement électriquement conducteur ; les diodes électroluminescentes sont de type montée sur embase (submount) et sont directement solidarisées sur la surface du dissipateur, selon la technologie dite submount. Chaque embase ou zone de submount est raccordée à un circuit de pilotage d'alimentation par des liaisons filaires, selon la technologie communément désignée par l'expression anglo-saxonne «wire-bonding », ou encore par l'expression « câblage par fil » ou « pontage ». Ce type de montage est par exemple décrit dans la demande de brevet EP 1903276 . Cette technique de fixation de composants électroniques est particulièrement avantageuse dans le cas des diodes électroluminescentes car elle permet un positionnement plus précis des diodes dans le module optique et assure une meilleure efficacité de la dissipation thermique et donc de leur efficacité de fonctionnement. Dans un premier mode de réalisation , elle permet de concevoir des cartes de circuits imprimés moins complexes et étendues, ne comportant que les composants destinés à piloter et réguler l'alimentation électrique des diodes électroluminescentes, puisque ces dernières n'y sont plus directement montées. Dans un second mode de réalisation, les composants de pilotage et de régulation de l'alimentation des diodes sont regroupés dans une puce électronique qui est elle aussi montée sur embase sur la surface du dissipateur : il n'y a alors plus de carte de circuit imprimé.
  • Ainsi, selon la variante mise en oeuvre, les diodes électroluminescentes sont directement solidaires d'une carte de circuit imprimé ou bien montée en embase sur le dissipateur thermique, raccordées ou non à une carte de circuit imprimé sur le module optique.
  • Selon un aspect de l'unité, le dispositif de commande comprend donc une carte de circuit imprimé, dite primaire, qui s'étend dans un premier plan transversal à un deuxième plan d'extension de la carte de circuit imprimé des modules optiques, dites secondaires. Avantageusement, le premier plan est perpendiculaire, ou sensiblement perpendiculaire, au second plan. Le positionnement relatif de ces plans s'entend au moins au voisinage des zones de connections électrique entre les cartes de circuit imprimé secondaires et la carte de circuit imprimé primaire.
  • Les cartes de circuit imprimé secondaires et la carte de circuit imprimé primaire sont concourantes. Autrement dit, ces cartes se croisent.
  • Selon un aspect de l'invention, le support commun comprend au moins une ouverture traversante dans laquelle la carte de circuit imprimé secondaire passe. On comprend ici qu'au moins une des cartes de circuit imprimé secondaire, et avantageusement les cartes de circuit imprimé secondaires de tous les modules optiques, traversent de part en part le support commun. Il s'agit d'un agencement des modules optiques qui facilite leur montage ainsi que si besoin leur démontage pour le remplacement d'un module optique défectueux, ce qui est un avantage significatif compte tenu du coût de la réalisation de l'ensemble de l'unité.
  • Selon une variante de réalisation, la carte de circuit imprimé secondaire est maintenue mécaniquement sur le module optique et s'étend dans l'ouverture traversante sans contact mécanique avec le support commun. Une telle solution facilite le réglage du module optique vis-à-vis du support commun selon une direction parallèle au plan dans lequel s'étend le support commun, selon sa longueur.
  • Selon un complément de l'invention, la carte de circuit imprimé primaire présente un trou traversant dans lequel la carte de circuit imprimé secondaire passe. Une telle solution permet de connecter électriquement la carte de circuit imprimé secondaire sur une face libre de la carte de circuit imprimé primaire.
  • Selon un aspect de l'invention, au moins une carte de circuit imprimé secondaire, et avantageusement les cartes de circuit imprimé secondaires de tous les modules optiques, sont connectées électriquement à la carte de circuit imprimé primaire par au moins un élément de connexion flexible. Une telle flexibilité permet de garantir le contact électrique quelque soit la position de la carte de circuit imprimé secondaire dans la direction de la longueur de la carte de circuit imprimé primaire. Le réglage du module optique est ainsi facilité car on s'affranchi de tout problème de connexion électrique avec la carte de circuit imprimé primaire.
  • Selon un exemple de réalisation, l'élément de connexion flexible est au moins une languette à ressort en appui contre une face de la carte de circuit imprimé secondaire, sans liaison par soudure. Une telle solution facilite grandement la réparation et l'interchangeabilité du module optique concerné puisque la carte de circuit imprimé secondaire glisse le long de la languette lors de l'extraction ou de l'insertion du module optique. On peut également disposer le module optique dans la position optiquement optimale avec la garantie d'obtenir un bon contact électrique.
  • Selon un aspect de l'unité de projection, la carte de circuit imprimé primaire est en contact surfacique sur le support commun. On assure ainsi une parfaite transmission des calories présentes sur la carte de circuit imprimé primaire vers le support commun.
  • Selon un exemple de réalisation, le support commun est un dissipateur thermique agencé pour dissiper au moins une partie des calories générées par la carte de circuit imprimé primaire. Selon un exemple, le dissipateur thermique est métallique, notamment réalisé à partir d'un alliage d'aluminium.
  • Selon un autre exemple, le dissipateur thermique est agencé pour dissiper au moins une partie des calories générées par au moins une des sources de lumière à semi-conducteur, notamment en provenance du moyen de dissipation thermique embarqué dans le module optique.
  • Alternativement, le support commun peut être réalisé à partir d'un matériau thermiquement isolant.
  • Selon un exemple de réalisation de l'unité de projection, au moins un module optique, et avantageusement tous les modules optiques, et la carte de circuit imprimé primaire sont disposés sur des faces opposées délimitant le support commun. Le module optique et la carte de circuit imprimé primaire sont ainsi de part et d'autre du support commun.
  • L'invention vise également un dispositif de projection d'un faisceau lumineux destiné à être installé dans un projecteur de véhicule automobile comprenant une base sur laquelle est montée au moins une unité de projection comprenant l'une quelconque des caractéristiques présentées ci-dessus.
  • Selon un exemple de ce dispositif de projection, au moins une des unités de projection, et avantageusement toutes les unités de projection, sont montées sur la base au moyen d'une liaison complète, c'est-à-dire interdisant toute rotation entre l'unité de projection et la base. Selon des exemples de réalisation, cette liaison complète peut être réalisée par :
    • la coopération d'une nervure créée sur le support commun, avec une glissière ménagée au niveau d'une face de la base, et vice-et-versa,
    • une soudure réalisée entre le support commun de l'unité de projection et la base,
    • une liaison réalisée au moyen d'une ou plusieurs vis traversant la base et venant en prise sur le support commun,
    • ou une combinaison d'au moins deux de ces moyens.
  • Selon un exemple, cette liaison complète est mise en oeuvre à une extrémité du support commun, notamment sur une tranche d'une plaque formant le support commun.
  • Selon un autre exemple, au moins une des unités de projection, et avantageusement toutes les unités de projection, sont montées sur la base au moyen d'une liaison pivot. Le support commun et la base comprennent notamment un ou plusieurs paliers traversés par un arbre. Selon un exemple, cette liaison pivot est opérée à une extrémité du support commun, notamment sur une tranche d'une plaque formant le support commun. Une telle solution présente l'avantage d'opérer un réglage statique ou dynamique de l'unité de projection. Ainsi, on peut régler l'inclinaison du faisceau du dispositif de projection par rapport à la direction horizontale.
  • Selon un aspect, le dispositif de projection comprend un convertisseur de puissance pour l'alimentation en courant des modules optiques et fixé, notamment directement, à la base. On comprend ici que la carte de circuit imprimé primaire assure le pilotage, le diagnostique et la réception/émission de signaux en provenance et vers le véhicule, alors qu'un même convertisseur de puissance fournit l'énergie électrique nécessaire à l'allumage des sources de lumière des deux modules optiques constitutifs de l'unité de projection.
  • Selon un exemple de réalisation, le convertisseur de puissance est en contact surfacique avec la base, ladite base étant agencée pour dissiper au moins une partie des calories générées par le convertisseur de puissance. En plus de son rôle de support commun mécanique, la base assure un rôle de refroidissement à l'égard du convertisseur de puissance.
  • Selon un exemple de disposition, le convertisseur de puissance et au moins une unité de projection sont disposés sur des côtés opposés de la base, c'est-à-dire de part et d'autre de celle-ci. On évite ainsi l'accumulation de calories dans une même zone, puisque l'unité de projection dissipe dans l'air d'un premier côté de la base, alors que le convertisseur de puissance dissipe d'un second côté de la base, séparé du premier côté par la base.
  • La base présente une ouverture traversante à travers laquelle le convertisseur de puissance est connecté électriquement à au moins une unité de projection, et avantageusement à toutes les unités de projection. On rassemble et connecte ainsi tous les moyens nécessaires au pilotage et à l'alimentation des sources de lumière.
  • Selon un exemple, le convertisseur de puissance est connecté à au moins une unité de projection au moyen d'un faisceau flexible. Un tel faisceau flexible passe au travers de l'ouverture ménagée dans la base.
  • Le dispositif de projection peut comprendre au moins un joint d'étanchéité en contact avec la base et le convertisseur de puissance. On évite ainsi l'entrée de corps étranger dans la zone du projecteur qui reçoit l'unité de projection. Dans une variante où la base obture un trou ménagé dans un boîtier du projecteur, on empêche l'entrée de ces corps étranger dans le volume interne du projecteur.
  • Selon un exemple, il est prévu un ventilateur fixé, notamment directement, à la base. Il favorise le brassage de l'air au voisinage de l'unité de projection en vu d'augmenter le refroidissement.
  • Selon un aspect du dispositif de projection, le convertisseur de puissance comprend un radiateur agencé pour dissiper des calories. Ce radiateur peut former un système de refroidissement qui dissipe intégralement les calories générées par le convertisseur de puissance. Alternativement, la dissipation de ces calories peut être partagée entre ce radiateur et la base du dispositif de projection. Selon un exemple, ce radiateur peut également former un boîtier qui délimite l'enceinte externe du convertisseur de puissance.
  • Le support commun et la base forment des écrans électromagnétiques. Ceci permet de limiter la dissémination des perturbations électroniques vers le reste du véhicule.
  • L'invention couvre enfin un projecteur de véhicule automobile comprenant au moins une unité de projection telle qu'exposée ci-dessus, ou au moins un dispositif de projection comportant l'une quelconque des caractéristiques mentionnées précédemment.
  • Avantageusement, le dispositif de projection comprend un joint d'étanchéité en contact avec la base et avec un boîtier du projecteur. La base contribue donc à l'étanchéité du projecteur à l'égard des impuretés susceptibles de s'introduire dans le volume interne du projecteur, c'est-à-dire entre le boîtier et une glace de fermeture par laquelle le faisceau d'éclairage passe. Dans un tel cas, au moins une face de la base et/ou le convertisseur de puissance échange avec un flux d'air extérieur au projecteur.
  • Un avantage de l'invention réside dans l'intégration des composants constitutifs des modules optiques sur un même support commun, et commandé au moyen d'un même dispositif de commande.
  • Un autre avantage réside dans une gestion rationalisée des dissipations thermiques qu'il est nécessaire d'opérer pour optimiser le fonctionnement de l'unité de projection.
  • Un autre avantage réside dans une bonne étanchéité à l'eau, ainsi qu'une bonne protection électromagnétique. On peut par ailleurs réaliser cette unité de projection dans une configuration standard qui lui permet d'accueillir différents agencements de modules optiques et différents nombres de modules optiques selon le modèle d'unité de projection que l'on souhaite réaliser. De façon similaire, on peut utiliser le support commun constitutif de l'unité de projection pour dissiper les calories des modules optiques et/ou du dispositif de commande.
  • Un avantage du dispositif de projection réside dans le fait qu'il est compatible avec une fonction permettant d'incliner le faisceau du dispositif par rapport à la direction horizontale, formant l'axe optique du dispositif de projection.
  • Nous allons maintenant présenter à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'unité de projection selon l'invention, ainsi qu'un dispositif de projection incorporant au moins une unité selon l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels:
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un projecteur avant pour véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 2 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un dispositif de projection incorporant une unité de projection selon l'invention ;
    • la figure 3 est une vue en coupe, dans un plan vertical parallèle à la direction de marche du véhicule, de l'unité de projection et du dispositif de projection de la figure 2 incorporant cette unité ; et
    • les figures 4 et 5 sont deux vues en perspective de l'avant et de l'arrière du dispositif de projection de la figure 2 dont les modules ont été ôtés.
  • Nous allons décrire en référence aux figures 1 à 5 un projecteur d'éclairage et/ou de signalisation 2 pour véhicule automobile.
  • On utilise dans la suite le repère orthogonal X Y Z dans lequel les directions X et Y sont horizontales et respectivement parallèle et perpendiculaire à la direction de marche du véhicule, tandis que la direction Z est verticale.
  • Le projecteur 2 comprend un dispositif de projection 4 assurant une fonction d'éclairage. Il est entendu cependant que le dispositif de projection peut assurer en outre une ou plusieurs fonctions de signalisation, ou bien qu'il peut constituer seulement un dispositif de signalisation.
  • On peut prévoir que le projecteur 2 assure à lui seul plusieurs fonctions d'éclairage et comprend par exemple à cette fin plusieurs unités de projection similaires à celle que nous allons décrire.
  • Le projecteur 2 comprend un boîtier 6 et une glace 8 s'étendant respectivement à l'arrière et à l'avant du dispositif et qui délimitent une enceinte interne dans laquelle est logé le dispositif de projection 4.
  • Le dispositif de projection 4 comprend une ou plusieurs unités de projection 100. Cette unité de projection 100 a pour fonction de générer et projeter sur une route un faisceau lumineux d'éclairage réglementaire, tel qu'un faisceau de croisement, un faisceau route, un faisceau de signalisation diurne, un faisceau antibrouillard ou longue portée.
  • Une telle unité de projection 100 comprend au moins deux modules optiques 20. Chaque module optique 20 comprend au moins une source de lumière 101 à semi-conducteur, c'est-à-dire une diode électroluminescente (led). Bien entendu, chaque module optique 20 peut comporter plusieurs led. Chaque module optique 20 comprend également une carte de circuit imprimé 26 sur laquelle la ou les led sont solidarisées, par exemple par soudage. Cette carte de circuit imprimé, ci-après appelé secondaire, véhicule la puissance électrique depuis un dispositif électronique de commande 102 vers la led. La carte de circuit imprimé secondaire peut comporter des composants électroniques.
  • Chaque module optique 20 comprend encore au moins un dispositif de projection 23, qui peut par exemple être formé par une ou plusieurs lentilles, par un réflecteur, ou par une combinaison de ces moyens techniques. Selon cet exemple, la lentille est placée en avant du module optique 20 et concentre les rayons lumineux émis par la led de manière à former le faisceau lumineux projeté sur la route.
  • L'unité de projection 100 comprend encore le dispositif de commande 102, qui commande les deux modules optiques 20. Ce module de commande 102 comprend au moins une carte de circuit imprimé primaire 32 qui est commune au pilotage des deux modules optiques 20. Autrement dit, au moins une partie des éléments portés par cette carte de circuit imprimé primaire, par exemple des pistes ou des composants électroniques, est commune aux deux modules optiques. Ces modules optiques 20 peuvent ainsi être pilotés simultanément ou de manière indépendante.
  • L'unité de projection 100 selon l'invention comprend encore un unique support commun 14 sur lequel sont solidarisés les deux modules optiques 20, ainsi que le dispositif de commande 102. Selon un exemple de réalisation, la carte de circuit imprimé primaire 32 est plaquée contre une face du support commun 14, ce qui garantit un bon transfert des calories de la carte vers le support commun 14, ce dernier se comportant alors comme un dissipateur thermique.
  • Le module optique 20 peut comprendre un moyen de dissipation thermique 21 chargé de dissiper dans l'air les calories générées par la led 101. Ces calories transitent via la carte de circuit imprimé secondaire 26 avant de rejoindre le moyen de dissipation thermique 21, ce dernier servant également de support mécanique à cette carte de circuit imprimé secondaire et au dispositif de projection 23. La carte de circuit imprimé secondaire 26 est ainsi en contact surfacique, par exemple directement ou via une pâte ou une colle thermique, avec une section plane qui délimite la périphérie extérieure du moyen de dissipation thermique 21.
  • Au moins un des modules optiques 20 est rapporté par vissage sur le support commun 14. Le moyen de dissipation thermique 21 est plaqué contre une face du support commun 14, de manière à recevoir une partie des calories présentes sur le moyen de dissipation thermique 21. Le support commun 14 assure ainsi également une fonction de dissipation de calories à l'égard du moyen de dissipation thermique 21. Le support commun 14 présente également un rôle de maintien mécanique, puisque le moyen de dissipation thermique 21 est vissé sur le support commun 14.
  • La carte de circuit imprimé primaire 32 s'étend dans un premier plan transversal à deux seconds plans dans lesquels s'étend chaque carte de circuit imprimé secondaire 26 de chaque module optique 20. Selon l'exemple de réalisation des figures, le premier plan et les seconds plans sont perpendiculaires, ou sensiblement perpendiculaires.
  • Ces cartes devant être interconnectées électriquement, il est avantageux que celles-ci soient concourantes. Pour ce faire, la carte de circuit imprimé primaire 32 comporte au moins un trou traversant 103 au travers duquel la carte de circuit imprimé secondaire s'étend pour être raccordée électriquement à la carte de circuit imprimé primaire 32. Bien entendu, cette dernière peut comporter autant de trou traversant 103 qu'il existe de module optique dans l'unité de projection selon l'invention.
  • De manière similaire, le support commun 14 peut comprendre une ouverture traversant 36 au travers de laquelle la carte de circuit imprimé secondaire 26 s'étend. On comprend ainsi que les modules optiques 20 sont disposés d'un côté du support commun 14, alors que la carte de circuit imprimé primaire 32 est disposée sur une face opposée du support commun 14 à celle qui reçoit les modules optiques 20, une ouverture traversante 36 permettant de relier électriquement les cartes de circuit imprimé secondaires 26 à la carte de circuit imprimé primaire 32.
  • On notera que la carte de circuit imprimé secondaire s'étend dans le trou traversant et/ou dans l'ouverture traversante sans qu'il existe un contact mécanique autre qu'au moins un élément de connexion flexible 40. Une telle configuration permet de régler facilement le positionnement des modules optiques 20 sur le support commun 14.
  • La connexion électrique entre la ou les cartes de circuit imprimé secondaire 26 et la carte de circuit imprimé primaire 32 est assurée par un ou plusieurs éléments de connexion flexibles 40. Selon un exemple de réalisation, l'élément de connexion flexible 40 est formé par au moins une languette à ressort en appui contre une face de la carte de circuit imprimé secondaire 26, sans liaison par soudure. Il s'agit ici d'un contact surfacique en appui sur une piste ou un plot de connexion présent sur la carte de circuit imprimé secondaire 26. A l'extrémité opposée de cette languette à ressort, celle-ci est reliée de manière hyperstatique à la carte de circuit imprimé primaire 32, par exemple par un plot de soudure.
  • Selon un exemple de réalisation, le support commun 14 est un dissipateur thermique agencé pour dissiper tout ou partie des calories générées par la carte de circuit imprimé primaire 32. La carte de circuit imprimé primaire 32 est ainsi en contact surfacique, par exemple directement ou via une patte ou une colle thermique, avec une section plane qui délimite la périphérie extérieure du support commun 14, ce dernier se comportant alors comme un dissipateur thermique.
  • On va maintenant décrire le dispositif de projection 4 qui supporte une ou plusieurs unités de projection telles que décrites ci-dessus.
  • Le dispositif de projection 4 comprend une base 12 sur laquelle le support commun 14 est solidarisé. Dans le présent exemple, la base 12 et le support commun 14 ont chacun une forme générale de plaque. Toutefois, on pourrait donner à chacun d'eux une forme différente, en particulier une forme non plate ou non plane. La base 12 est parallèle aux directions X et Y tandis que le support commun 14 est parallèle aux directions Y et Z sauf lorsqu'il est incliné par rapport à cette dernière. Le support commun 14 se trouve tout entier au-dessus de la base 12.
  • Selon un exemple de réalisation, le support commun 14 peut être monté mobile sur la base 12, via une liaison pivot 104. Dans un tel cas, le support commun peut également être appelé volet. En l'espèce, il est articulé par rapport à la base 12 autour d'un axe de rotation 16 parallèle à la direction Y. Sachant que le support commun 14 porte des sources de lumière, cette articulation permet de régler l'inclinaison des faisceaux lumineux de ces sources par rapport à la direction X. L'axe 16 s'étend en partie médiane de la base 12. Le support commun 14 et la base 12 peuvent notamment comporter deux ou trois paliers dans lesquels un arbre de rotation passe.
  • De manière alternative, le support commun 14 peut être relié à la base 12 par une liaison complète, c'est-à-dire n'autorisant pas de mouvement d'une pièce par rapport à l'autre.
  • Le dispositif de projection 4 comprend des modules optiques 20 qui sont ici au nombre de cinq, mais ce nombre pourrait être inférieur ou supérieur à cette valeur. Les modules optiques sont en l'espèce identiques.
  • Chaque module comprend une source de lumière formée ici par une ou des led. Il comprend également un réflecteur ainsi qu'un dispositif de projection, prenant par exemple la forme d'une lentille 23. La ou les led, le réflecteur et la lentille sont propres à chaque module. Dans chaque module, le réflecteur s'étend à l'arrière de la led et la lentille à l'avant de celle-ci. Autrement dit, le réflecteur peut être immédiatement adjacent au support commun 14, la ou les diodes étant interposées entre le réflecteur et le dispositif de projection, selon la direction X.
  • Chaque module optique 20 peut comprendre un boîtier 22 ainsi que la carte de circuit imprimé secondaire 26 comportant des organes électroniques commandant la ou les leds.
  • Le moyen de dissipation 21 de chaque module optique 20 peut comprendre sur sa face inférieure des nervures assurant une dissipation de la chaleur dégagée par la ou les leds, ainsi que la chaleur dégagée par la carte de circuit imprimé secondaire 26.
  • Les modules optiques 20 sont disposés en l'espèce en deux rangées horizontales s'étendant l'une au-dessus de l'autre, la rangée inférieure comprenant ici trois modules optiques et la rangée supérieure en comprenant deux. Bien entendu, on peut modifier le nombre de modules optiques 20 par rangée et la disposition des rangées. Les axes optiques respectifs des modules sont parallèles les uns aux autres et parallèles à la direction X ou faiblement inclinés par rapport à cette dernière selon l'orientation du support commun 14.
  • Les modules optiques 20 sont destinés à former des faisceaux lumineux élémentaires qui combinés entre eux sous forme matricielle produisent un faisceau émis par le projecteur 2. Il peut s'agir d'un faisceau d'éclairage de type à coupure ou sans. Il s'agira par exemple d'un faisceau de route, d'un faisceau de croisement ou encore d'un faisceau d'éclairage de jour.
  • Chaque module optique 20 présente une face arrière plane 28 perpendiculaire à la direction X et placée en contact surfacique avec une face avant plane 30 du support commun 14 également perpendiculaire à la direction X. On assure ainsi un transfert de chaleur du module optique 20 vers le support commun 14, notamment via le moyen de dissipation 21. La carte de circuit imprimé secondaire 26 s'étend dans un plan perpendiculaire à la direction Z. Chaque module optique 20 est fixé rigidement au support commun 14, par exemple au moyen d'au moins d'une vis 38.
  • L'unité de projection 100 comprend un dispositif électronique assurant le pilotage de l'ensemble des modules optiques 20. Il s'agit du dispositif de commande 102 qui comprend la carte de circuit imprimé primaire 32. Ce dispositif de commande 102 permet notamment de commander l'allumage ou l'extinction des modules optiques 20 en fonction du type de faisceau que l'on souhaite produire. La carte de circuit imprimé primaire 32 est plane et s'étend dans un plan perpendiculaire à la direction X.
  • Cette carte de circuit imprimé primaire est en contact surfacique avec une face arrière 34 du support commun 14 elle aussi perpendiculaire à cette direction. Les modules optiques 20 et le dispositif de commande 102 sont donc disposés sur des côtés opposés du support commun 14. Ce contact du dispositif de commande 102 avec le support commun assure lui aussi un transfert thermique de la carte de circuit imprimé primaire 32 vers le support commun 14.
  • Le support commun 14 et la carte de circuit imprimé primaire 32 comprennent chacun respectivement au moins une ouverture traversante 36 et un trou traversant référencé 103. Ces ouvertures traversantes 36 et ces trous traversant 103 sont en coïncidence, c'est-à-dire au moins en partie l'un en face de l'autre. Chaque carte de circuit imprimé secondaire 26 de chacun des modules optiques s'étendent dans un couple formé par une ouverture traversante 36 et un trou traversant 103.
  • Comme illustré à la figure 5, à titre d'exemple, une ouverture traversante supérieure 36 est commune aux deux modules optiques de la rangée supérieure et une ouverture traversante inférieure 36 est commune aux trois modules optiques 20 de la rangée inférieure. La carte de circuit imprimé secondaire 26 de chaque module optique 20 s'étend donc des deux côtés du support commun 14. En particulier, elle émerge du trou traversant 103 pour s'étendre à l'arrière de la carte de circuit imprimé primaire 32.
  • Pour chaque module optique 20, la connexion électrique entre son circuit imprimé secondaire 26 et la carte de circuit imprimé primaire dispositif 32 est assurée par un ou plusieurs éléments de connexion flexible 40. Il s'agit de contacteurs électriques qui forment des ressorts en étant réalisés sous la forme de languettes métalliques flexibles non planes. Ainsi, une extrémité supérieure de la languette est rigidement fixée à la carte de circuit imprimé primaire 32 en étant parallèle à ce dernier au niveau de sa fixation, tandis qu'une extrémité inférieure de la languette vient en contact avec la carte de circuit imprimé secondaire 26, en étant parallèle à ce dernier au moins au niveau de son extrémité libre. La carte de circuit imprimé secondaire 26 présente des pistes qui se connectent électriquement avec les languettes respectives de sorte que le module optique 20 peut occuper différentes positions par rapport au support commun 14, notamment le long de la direction X ou Z, sans rompre le contact électrique entre les languettes et la carte de circuit imprimé secondaire. On peut donc choisir la position optimale de fixation du module optique 20 sur le support commun 14 pour de bonnes performances optiques sans souffrir de contraintes relatives à la connexion électrique.
  • Selon un exemple de réalisation, le dispositif de projection 4 comprend un organe de conversion de puissance électrique alimentant les modules optiques 20. Cet organe, autrement appelé convertisseur de puissance 42, est fixé rigidement et directement à une face inférieure de la base 12. Ainsi, ce convertisseur de puissance 42 et le support commun 14, avec les éléments qu'il porte, s'étendent sur des côtés opposés de la base 12.
  • Une face inférieure 44 du convertisseur de puissance 42 opposée à la base 12 porte des nervures 46 formant un radiateur de dissipation thermique. Selon un exemple de réalisation, un tel radiateur peut être formé par un boîtier délimitant périphériquement le convertisseur de puissance 42, ce boîtier pouvant recevoir une ou plusieurs nervures 46. Le dispositif de projection 4 peut comprendre un joint 48 d'étanchéité à l'eau, interposé entre la base 12 et le convertisseur de puissance 42, en particulier son boîtier.
  • La base 12 présente une ouverture traversante 50 dans laquelle s'étend un connecteur 52 du convertisseur de puissance 42, ce connecteur étant lui-même connecté électriquement au dispositif de commande 102 au moyen d'un faisceau flexible 54. Ce même connecteur est par ailleurs connecté à un faisceau 56 relié à d'autres parties du projecteur 2.
  • Selon un exemple de réalisation, la base 12 présente sur une face inférieure une série de nervures ou ailettes 60 formant des moyens favorisant la dissipation thermique dans l'air environnant le dispositif de projection 4.
  • De manière alternative ou complémentaire, elle porte également sur une face supérieure un ventilateur 62 s'étendant par exemple au droit des modules optiques 20 de façon à générer un flux d'air autour de ceux-ci. Dans le cas présent, le ventilateur 62 est agencé sur la base 12 de manière à propulser un flux d'air selon une direction parallèle à la direction Z. Le ventilateur 62 réalise non seulement une convection forcée, mais aussi, de par sa position, il insuffle de l'air frais au contact avec la base 12.
  • La base 12 porte en outre un joint d'étanchéité 64 en contact à la fois avec la face supérieure de la base 12 et le boîtier 6. Dans une telle situation, la face inférieure de la base 12 ainsi que le convertisseur de puissance 42 sont disposés à l'extérieur du volume interne du projecteur 2, de sorte à dissiper les calories dans un flux d'air environnant le projecteur 2.
  • Lors du fonctionnement du dispositif de projection 4, les modules optiques 20 produisent des faisceaux de lumière. La chaleur dégagée par la ou les leds est en partie dissipée par les moyens de dissipation thermique 21 et en partie transmise par conduction au support commun 14.
  • La chaleur dégagée par la carte de circuit imprimé primaire 32 est elle aussi transmise au support commun 14. La chaleur ainsi collectée par le support commun 14 est pour partie dissipée directement par celui-ci et pour partie transmise à la base 12. La chaleur dégagée par le convertisseur de puissance 42 est transmise à la base 12, si elle n'est pas auparavant dissipée par le radiateur du convertisseur de puissance 42. La chaleur reçue par la base 12 est dissipée en partie par les nervures 60.
  • On observe que les seuls faisceaux de connexion électrique utilisés sont les faisceaux référencés 54 et 56. Tous les autres organes du dispositif de projection 4 sont connectés entre eux par des moyens autonomes, c'est-à-dire sans lien électrique avec le reste du projecteur.
  • De plus, la base 12 et le support commun 14, lorsqu'ils sont réalisés dans un matériau adapté, par exemple en métal ou en alliage d'aluminium, assurent une protection électromagnétique des composants électroniques intégrés sur les cartes de circuit imprimé secondaires 26 et/ou la carte de circuit imprimé primaire 32.
  • Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci.
  • Bien qu'adaptée à la formation d'un faisceau route généré par une succession de bandes verticales accolées les unes aux autres dans la direction Y, elle peut être mise en oeuvre pour des dispositifs dans lesquels le faisceau lumineux n'est pas formé de façon matricielle. Elle peut également être utilisée avec d'autres sources de lumière que des leds, tels que par exemple une ou plusieurs sources laser éventuellement combinée à un ou plusieurs phosphores.

Claims (22)

  1. Unité de projection (100) d'un faisceau lumineux destiné à être installé dans un projecteur (2) de véhicule automobile, comprenant :
    - au moins deux modules optiques (20) comprenant chacun au moins une source de lumière à semi-conducteur (101) solidaire d'un support de connexion électrique, et au moins un dispositif optique de projection (23),
    - un dispositif de commande (102) commun aux deux modules optiques (20),
    - un support commun (14) sur lequel sont solidarisés les deux modules optiques (20) et le dispositif de commande (102) caractérisé en ce que le dispositif de commande (102) comprend une carte de circuit imprimé (32), dite primaire, ou un circuit imprimé flexible, qui s'étend dans un premier plan qui est transversal à un deuxième plan d'extension du support de connexion électrique d'au moins un des modules optiques (20).
  2. Unité de projection selon la revendication 1, dans laquelle au moins un des deux modules optiques (20) comprend un moyen de dissipation thermique (21) agencé pour dissiper au moins une partie des calories générées par la source de lumière à semi-conducteur (101).
  3. Unité de projection selon la revendication 2, dans laquelle le moyen de dissipation thermique (21) est en contact surfacique avec la carte de circuit imprimé (26) du module optique (20).
  4. Unité de projection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le support de connexion électrique des sources de lumière à semi-conducteur (101) des modules optiques (20) est une carte de circuit imprimé (26) ; dite secondaire.
  5. Unité de projection selon la revendication 4, dans laquelle le support commun (14) comprend au moins une ouverture traversante (36) dans laquelle la carte de circuit imprimé secondaire (26) passe.
  6. Unité de projection selon la revendication 5, dans laquelle la carte de circuit imprimé secondaire (26) est maintenu mécaniquement sur le module optique (20) et s'étend dans l'ouverture traversante (36) sans contact mécanique avec le support commun (14).
  7. Unité de projection selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans laquelle la carte de circuit imprimé primaire (32) présente un trou traversant (103) dans lequel la carte de circuit imprimé secondaire (26) passe.
  8. Unité de projection selon la revendication 7, dans laquelle au moins une carte de circuit imprimé secondaire (26) est connectée électriquement à la carte de circuit imprimé primaire (32) par au moins un élément de connexion flexible (40).
  9. Unité de projection selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, dans laquelle la carte de circuit imprimé primaire (32) est en contact surfacique sur le support commun (14).
  10. Unité de projection selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, dans laquelle le support commun (14) est un dissipateur thermique agencé pour dissiper au moins une partie des calories générées par la carte de circuit imprimé primaire (32).
  11. Unité de projection selon la revendication 10, dans laquelle le dissipateur thermique est agencé pour dissiper au moins une partie des calories générées par au moins une des sources de lumière à semi-conducteur (101).
  12. Unité de projection selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, dans laquelle au moins un module optique (20) et la carte de circuit imprimé primaire (32) sont disposés sur des faces opposées (30, 34) délimitant le support commun (14).
  13. Dispositif de projection (4) d'un faisceau lumineux destiné à être installé dans un projecteur (2) de véhicule automobile comprenant une base (12) sur laquelle est montée au moins une unité de projection (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  14. Dispositif de projection selon la revendication 13, dans lequel au moins une des unités de projection (100) est montée sur la base (12) au moyen d'une liaison complète.
  15. Dispositif de projection selon la revendication 13, dans lequel au moins une des unités de projection (100) est montée sur la base (12) au moyen d'une liaison pivot (104).
  16. Dispositif de projection selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, comprenant un convertisseur de puissance (42) pour l'alimentation en courant des modules optiques (20) et fixé directement à la base (12).
  17. Dispositif de projection selon la revendication 16, dans lequel le convertisseur de puissance (42) est en contact surfacique avec la base (12), ladite base étant agencée pour dissiper au moins une partie des calories générées par le convertisseur de puissance (42).
  18. Dispositif de projection selon l'une quelconque des revendications 16 à 17 dans lequel le convertisseur de puissance (42) et au moins une unité de projection (100) sont disposés sur des côtés opposés de la base (12).
  19. Dispositif de projection selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, dans lequel le convertisseur de puissance (42) est connecté à au moins une unité de projection (100) au moyen d'un faisceau flexible (54).
  20. Dispositif de projection selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, dans lequel le convertisseur de puissance (42) comprend un radiateur agencé pour dissiper des calories.
  21. Dispositif de projection selon l'une quelconque des revendications 13 à 20, dans lequel est prévu un ventilateur (62) fixé à la base (12).
  22. Projecteur (2) de véhicule automobile comprenant au moins une unité de projection (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, ou un dispositif de projection (4) selon l'une quelconque des revendications 13 à 21.
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