EP3519727A1 - Module d'émission lumineuse amélioré pour véhicule automobile - Google Patents

Module d'émission lumineuse amélioré pour véhicule automobile

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EP3519727A1
EP3519727A1 EP17771479.7A EP17771479A EP3519727A1 EP 3519727 A1 EP3519727 A1 EP 3519727A1 EP 17771479 A EP17771479 A EP 17771479A EP 3519727 A1 EP3519727 A1 EP 3519727A1
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EP
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substrate
elements
photoemissive
screen
light emission
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EP17771479.7A
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Vincent Godbillon
Franck MILLON
Jean-Didier KINFACK
Patrice Collot
Lothar Seif
Natacha AUDY
Arnaud ABALA
Lingxuan Zhu
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Valeo Vision SAS
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the field of the invention relates to light emission devices for a motor vehicle, and in particular to lighting and / or signaling devices.
  • a large number of these devices comprises a light emitting module provided with a plurality of light emitting elements forming the light emitting heart of the device.
  • the devices In some applications, particularly for signaling devices intended to be arranged at the rear of a vehicle, the devices have a curved profile, that is to say curved, so as to match the shape of the bodywork at the rear. from which they are received.
  • this geometric configuration results in numerous constraints on the design of the devices. Indeed, in particular, in addition to any considerations of homogeneity of the obtained light rendering that must result in a difficulty or impossibility for the observer to distinguish the light emitting elements in a unitary manner within it, this type of device is subject to regulations that require in particular the device to have a spatial distribution of light intensity having minimum values in certain directions and / or not exceeding maximum values in other directions.
  • a solution commonly used to achieve this result is to have a substrate receiving the light emitting elements in the form of a plurality of flat plates disjoined from each other and oriented in a chosen manner, for example substantially orthogonal to one or several directions of light emission that the regulation imposes to privilege.
  • the invention aims to provide a light emitting module and a light emitting device does not have these disadvantages.
  • the invention relates to a light emission module, in particular for a motor vehicle, the light emission module comprising: a substrate comprising a curved main portion,
  • photoemissive elements arranged on one side of the substrate and configured to generate light rays
  • each light emitting element being arranged on the substrate at a given area, each light emitting element being further arranged to emit the corresponding light rays in a main direction of emission angularly offset from one direction local normal to the substrate at said given area.
  • the main emitting direction of each light emitting element of said portion is substantially parallel to a local plane tangential to the substrate zone associated with the photoemissive element considered.
  • the main portion of the substrate and the screen are substantially parallel.
  • the light emitting elements of said portion are arranged along a longitudinal direction of the substrate, the distances separating two consecutive elements along said direction being substantially identical.
  • the light emitting elements are substantially at the same distance from the screen, the distance between two consecutive photoemissive elements being less than or equal to the distance separating the photoemissive elements from the screen.
  • the illuminated surface of the screen is homogeneous during operation of the light emission module.
  • the screen and the substrate delimit between them a space extending from the screen to the substrate, said space comprising a gas and the photoemissive elements, said space being devoid of optical element of deflection of the light emitted by the light-emitting or light-guiding elements emitted by the light-emitting elements other than said gas and said light-emitting elements.
  • the photoemissive elements are in contact with said gas.
  • the substrate is made from a reinforced epoxy resin composite and has a thickness of between 0.3 mm and 1.6 mm.
  • the substrate comprises a plurality of tabs extending from the main portion at a central region of the substrate, at least a portion of the light emitting elements being arranged on said tabs.
  • each tongue is substantially flat.
  • the face of the substrate carrying the photoemissive elements is adapted to reflect at least a portion of the light emitted by the light emitting elements reaching it.
  • the face of the substrate carrying the photoemissive elements is adapted to diffuse at least a portion of the light emitted by the light emitting elements reaching it.
  • At least two light emitting elements are arranged side by side along the substrate, at least one of said two light emitting elements being rotated towards the other or away from the other, so that the respective principal directions of emission of the two photoemissive elements are coplanar and non-parallel.
  • the light emission module further comprises a shaping optics interposed between at least one light emitting element and the screen, the shaping optics being configured to deviate at least a portion light emitted by said at least one photoemissive element.
  • the screen is made from a material having diffusion properties.
  • the screen has a face comprising microstructures adapted to diffuse the light emitted by the photoemissive elements.
  • the light emission module further comprises a control assembly adapted to control at least the ignition and extinction of the light emitting elements.
  • control assembly comprises a plurality of control modules respectively coupled to photoemissive elements.
  • the control modules are for example arranged on the substrate at a face thereof opposite to that carrying the photoemissive elements.
  • the invention further relates to a lighting and / or signaling device for a motor vehicle, the lighting and / or signaling device comprising a light emission module as defined above.
  • the motor vehicle extends along an axis, the light emitting module having a preferred direction of light emission substantially parallel to said axis of the motor vehicle and substantially horizontal.
  • the motor vehicle extends along an axis, the contour of the main portion of the substrate and the contour of the screen having substantially the same shape projection on a plane orthogonal to said axis of the vehicle.
  • the lighting and / or signaling device further comprises a housing and a closure glass cooperating with each other to define a cavity receiving all or part of the light emission module.
  • the lighting and / or signaling device further comprises a receiving housing formed within the cavity and receiving all or part of the light emission module, the screen closing at least a part said dwelling.
  • FIGS. 1a and 1b are schematic illustrations of a device of FIG. light emission according to the invention
  • Figure 2 illustrates a front view of a portion of a light emitting module of the device of Figure 1;
  • Figure 3 illustrates a top view of a light emitting module according to the invention.
  • Figure 4 is a schematic illustration of a diffusion screen of a light emitting module according to the invention.
  • Figures la and lb illustrate a device 2 for light emission according to the invention, hereinafter device 2.
  • the device 2 is configured to emit light.
  • the device 2 is advantageously intended to be integrated with a motor vehicle.
  • it is a light emitting device of a motor vehicle.
  • the device 2 is a lighting and / or signaling device for a motor vehicle. It is for example configured to implement one or more photometric functions.
  • a photometric function is for example a lighting function and / or visible signaling for a human eye. Note that these photometric functions may be subject to one or more regulations establishing colorimetry, intensity, spatial distribution requirements according to a so-called photometric grid, or ranges of visibility of the light emitted.
  • the device 2 is for example a lighting device and is then a projector - or headlight - vehicle to be arranged at the front of the vehicle. It is then configured to implement one or more photometric functions for example chosen (s) from a low beam function called "code function", a high beam function called "road function", an anti-fog function.
  • the device is a signaling device intended to be arranged at the front or rear of the vehicle.
  • the photometric functions that it is configured to implement include a direction change indication function, a daytime running light known by the acronym DRL, for "Daytime Running Light", a front light signature function, a position light function, a "Side” function -marker ", which comes from English and can be translated by lateral signaling.
  • these photometric functions include a function of reversing indication, a stop function, a fog function, a direction change indication function, a back light signature function, a lantern function, a "Side-marker" function.
  • the device 2 is provided for lighting the passenger compartment of a vehicle and is then intended to emit light mainly in the passenger compartment of the vehicle.
  • the device 2 is described in a non-limiting manner in a configuration in which it is intended to emit light outside the vehicle and is a rear signaling device.
  • the device 2 comprises a housing 4 and a closure glass 6 cooperating with each other to internally delimit a cavity 8, and a light emitting module 10 according to the invention , hereinafter module 10.
  • the device 2 is curved, or curve.
  • the housing and the ice are curved, here to match the shape of the vehicle body at the region to which the device 2 is intended to be arranged.
  • the leftmost portion of the device Figure lb is for example intended to be arranged on the outside of the vehicle, the right portion being conversely oriented towards a median plane of the vehicle.
  • the module 10 is arranged wholly or partly in the cavity 8.
  • the device 2 comprises a receiving housing 12 for receiving the module 10.
  • This housing is for example formed in the housing 4.
  • this receiving housing 12 is advantageously closed by the front by a light diffusion screen element generated by the module 10.
  • the inner face or faces of the housing 12 advantageously have reflective and diffusing optical properties.
  • the module 10 is configured to emit light.
  • it is arranged to emit light in the direction of the closure glass (which is transparent for at least a portion of this light emitted by the module 10).
  • the device 2 is configured to present a spatial distribution of light intensity having, for at least a plurality of given directions, minimum and / or maximum values.
  • the luminous intensity emitted by the device 2 must be greater and / or less than a predetermined threshold value.
  • the threshold values are for example defined by one or more regulations.
  • Such a direction P is illustrated in FIG. 1b, and is for example a horizontal direction (in the direction of the orientation of the device 2 within the vehicle) parallel to an axis of displacement X of the vehicle according to which the vehicle extends and according to which the luminous intensity emitted by the device 2 must be greater than a given threshold value.
  • This direction P can be seen as a preferred transmission direction (among a plurality).
  • the module 10 comprises a substrate 14, photoemissive elements 16 and a screen 18.
  • the substrate 14 forms a support for the photoemissive elements 12.
  • the substrate 14 has a general shape of plate. In other words, its thickness is small in front of its other dimensions. It is for example of polygonal general shape, such as rectangular. Its angles are optionally rounded.
  • Figure 2 illustrates two substrates 14 arranged in contact with one another. They can be seen as belonging to separate modules that comprises the device 2. In this configuration, as described below, the respective screens 18 of the modules 10 are for example formed on the same part.
  • the substrate 14 is arranged substantially horizontally with respect to the orientation of the vehicle (upper substrate), or is inclined relative to the horizontal (lower substrate).
  • the substrate 14 has a contour C having rectilinear edges or not.
  • the shape of the contour C is advantageously chosen to correspond to the shape of the contour of the screen 18 associated in projection on a plane orthogonal to the X axis of the vehicle.
  • the contour of the substrate has the same general shape as that of the screen, but not necessarily the same dimensions. In addition, this is understood to rotate about an axis parallel to the near X axis.
  • the substrate 14 comprises a main portion 20 and tabs 22.
  • the main portion 20 gives the substrate 14 its general appearance. It has for example a general polygonal shape, such as rectangular. For example, it is formed by the entire substrate with the exception of the tabs 22 described below.
  • the substrate may comprise regions other than the main portion and the tongues, and which extend for example from the outer edge of the main portion and away from the main portion. These regions are for example provided for receiving connectors or for fixing the substrate to the rest of the device 2.
  • the contour C corresponds to the outline of the main portion, ignoring these extension regions.
  • the main portion 20 is flexible. More specifically, it is adapted to deform elastically, in particular under the effect of a bending force, such as a bending tending to bring its longitudinal ends closer to one another and applied normally to a face of the substrate .
  • main portion and the substrate generally to be curved, in particular to arrange the main portion of the substrate substantially parallel to the closure glass 6 and / or the rear wall of the housing 4 when the device 2 is curved.
  • the tabs 22 are in the form of languages of matter. They extend from the main portion. More specifically, they each extend from an inner edge of the main portion. In other words, they do not extend from an outer edge of the substrate 14, that is to say from the outwardly facing edge of the substrate 14.
  • These tabs are for example formed by cutting the substrate, which initially has a solid surface.
  • these tongues 22 are connected to the main portion 20 by a connecting edge 22B (in dotted lines on some of the tongues of FIG. 2), and their other edges are free, that is to say disjoint from the substrate 14.
  • the connecting edge 22B is for example integral with the main portion.
  • the tabs have a generally polygonal shape, such as rectangular, all or part of the angles is optionally rounded.
  • the connecting edge 22B corresponds to at least one side of this polygon, the other sides forming free edges.
  • the end tabs may be made to have dimensions or a different form of the tabs that are not proximal to the ends of the substrate.
  • the tabs 22 are substantially planar. In addition, advantageously, they are arranged to remain substantially flat in case of elastic deflection of the main portion.
  • Figure 3 illustrates the geometric configuration of the tabs in such a bent configuration.
  • the tabs extend substantially in a tangent plane locally to the main portion.
  • the tabs are advantageously made from the same material as the rest of the substrate 14. Their flatness, especially in the bent configuration of the main portion, has the effect of limiting the transmission of printed bending forces to the main portion to the components arranged on the tongues and / or welds making said components integral with the surface of said tabs, and results in a maintenance of their planar configuration while the main portion flexes.
  • the substrate 14 comprises for example a plurality of tongues 22 arranged consecutively along the substrate. For example, they are arranged in an aligned manner along a longitudinal direction of the substrate.
  • their connecting edge 22B forms a longitudinal end of the proximal tabs relative to the same end of the substrate, the opposite edge being turned towards the tongue 22 coming in the direction of the path of the substrate from this end. towards the other end.
  • the connecting edge 22B of the tongues is substantially parallel to the local axis of curvature of the substrate. In this way, the tongues are only slightly or not mechanically constrained by the bending force of the substrate 14.
  • the substrate may comprise a line of tongues as shown in Figure 2, or a plurality of lines of tongues extending parallel to each other and offset from each other transversely to this longitudinal direction.
  • the substrate is for example made from a reinforced epoxy resin composite, typically with glass fibers.
  • a material commonly called PCB FR-4 PCB is the English acronym of Printed Circuit Board, which means printed circuit. It advantageously has a thickness of between 0.3 mm and 1.6 mm. This configuration, combined with the presence of openings (the outline of the tabs) made in the surface of the substrate, promotes the flexibility of the substrate and avoids expensive materials commonly used to form flexible substrates.
  • the photoemissive elements are arranged on a given face 24 of the substrate.
  • this face 24 is adapted to reflect at least a portion of the light from the elements 16 and reaching them.
  • this face is white.
  • this face 24 is further configured to diffuse at least a portion of the light from the elements 16 and reaching it.
  • this face 24 has adapted asperities.
  • the substrate is advantageously made in one piece of the same material, as opposed to a configuration in portions of different materials connected to each other and forming a heterogeneous substrate.
  • the main portion extends from one end to the other of the substrate and is formed of a single portion made of a given material, the tabs being integral with this portion.
  • the photoemissive elements 16 are each configured to emit light when properly supplied with electrical energy. These elements 16 form the light emitting core of the module 10.
  • these elements 16 are semiconductor photoemissive elements adapted to generate photons by electroluminescence.
  • each element 16 of at least a portion of the elements 16 that comprises the module 10 is formed from a light emitting diode.
  • a light emitting diode For example, all are.
  • the light emitting structure that the element 16 comprises is a light-emitting diode, sometimes referred to as the LED chip.
  • the light emitting elements 16 comprises a diode and a housing 26 in which the corresponding diode is arranged.
  • the boxes 26 are sometimes called “packages”, which comes from English and can be translated into boxes.
  • the diodes themselves are sometimes called LED chips, and form the photoemissive structure of the photoemissive element.
  • the arrangement of the diode within the housing is chosen to obtain a main direction of emission of the corresponding diode which is chosen at a given orientation of the associated housing 26.
  • This main direction corresponds to the direction in which the element 16 considered emits a maximum luminous intensity.
  • the photoemissive elements 12 are arranged on the substrate. As indicated above, they are arranged on the same face 24 of the substrate. This face 24 is turned towards the screen 18 and the closing window 6. For this purpose, the housings 26 are fixed on the face 24.
  • the photoemissive elements are advantageously arranged on the tabs 22 of the substrate.
  • These lines are advantageously arranged in one or more lines. These lines are advantageously each parallel to a longitudinal direction of the substrate (which can be curved depending on the configuration of the substrate 14 considered).
  • the elements 16 are thus arranged in two parallel lines.
  • the distance separating two consecutive elements 16 along the substrate is substantially constant.
  • each element 16 is associated with at least one element 16 located substantially at the same long location of the substrate.
  • the corresponding photoemissive elements are also arranged in columns each comprising at least two elements 16. Each column is advantageously substantially perpendicular to the longitudinal direction at least locally.
  • the distance separating two adjacent elements within a given column is substantially constant within the column, and preferably is the same for all the columns defined by the arrangement. Note that, optionnally, the distance separating two consecutive elements within a line is the same as that separating two consecutive elements within a column.
  • the distance separating two consecutive elements 16 within a line and / or a column is for example between the distance separating the substrate from the screen, and 40% of this value.
  • the elements 16 are configured to have a main direction of emission angularly offset from the normal direction to the substrate at the region of the substrate carrying the element 16 considered. In other words, this direction does not correspond to the local normal to the substrate.
  • the elements 16 are configured to emit light in a preferred main direction angularly between a plane parallel to a local plane tangential to the corresponding substrate area and the local normal to the substrate.
  • the corresponding elements 16 are configured to emit light in a preferred direction lying in a plane substantially parallel to the local plane tangential to the region of the corresponding substrate.
  • the photoemissive elements are configured so that this direction is parallel to the tongue 22 on which they are located.
  • the corresponding elements 16 are electroluminescent diodes known by the English name of "Side-LED”, which can be translated as "LED side”.
  • the desired main direction is obtained by arranging the diode within the corresponding housing 26 appropriately.
  • the module 10 comprising elements 16 emitting parallel to the local tangential plane to the substrate and / or other emitting angularly between the plane parallel to the local tangential plane and the normal to the considered area.
  • the module 10 may comprise light emitting elements whose main direction substantially corresponds to the local normal to the substrate.
  • the principal directions oriented parallel to the tangential local plane have the references dp3 to dp6 and the associated local normals are of reference neither oc3 to nor oc6 .
  • the principal directions having a configuration simply inclined with respect to the corresponding normal other are referenced dpi and dp2 (the associated local normals are of reference neither oc i and ni oc2 ).
  • the module 10 comprises only elements 16 having a principal direction parallel to the local tangential plane.
  • the principal directions are or are not substantially parallel to each other.
  • one and / or the other of the two light emitting elements is pivoted with respect to the other along an axis normal to the zone of the substrate carrying the element 16 considered. In this way, their main directions of emission are substantially coplanar but not parallel.
  • they are rotated towards each other so that their principal directions (that is to say here the original half-axis the element 16 considered) intersect, as illustrated in FIG. 2 for the rightmost tab. This makes it possible, for example, to compensate for the possible appearance of darker zones within the device in a region situated between the two elements 16.
  • one and / or the other is rotated away from the other, as illustrated on the lower substrate.
  • one of the two light-emitting elements has a main direction of emission aligned with the longitudinal direction of the substrate (possibly considered locally at the level of the substrate).
  • the module 10 is for example configured to emit light of white color, or red or amber. Other colors are still possible depending on the intended application.
  • the module 10 may comprise elements 16 configured to emit light of white color, others of amber color and / or others of red color.
  • the screen 18 is configured to form a surface illuminated from the light emitted by the elements 16. In addition, it is configured to diffuse at least a portion of the light received from the light emitting elements and passing through it.
  • the screen is configured to form a substantially homogenous illuminated surface.
  • homogeneous is meant that the light emitting elements are not distinguishable to the naked eye within this surface illuminated by an observer whose eyes are directed towards the screen. In practice, this property results - all things being equal - from the combination of the distribution density of the photoemissive elements on the substrate and the distance between these light emitting elements and the screen.
  • the distance between two adjacent photoemissive elements is less than or equal to the distance separating them from the screen, and advantageously less than 70% of the latter.
  • a local uniformity LU For example, by noting it H, it can be determined from or as a minimum between on the one hand a local uniformity LU and an overall uniformity G_U.
  • the overall uniformity is for example determined from the relation: where ROI denotes the illuminated surface formed by the screen and L RO i denotes the luminance of the illuminated surface ( ⁇ denotes P standard deviation and Moy average).
  • the local uniformity is for example determined as follows. Considering a pixel X of the illuminated surface, the square region of side n (for example n pixels) centered on X, and 8 adjacent regions square of side n, these regions respectively being centered on pixels X; each being at a distance n from the point X.
  • the points Xi are for example regularly distributed around X.
  • the overall homogeneity is for example determined as a minimum of the respective homogeneities of the two regions.
  • the homogeneity H is advantageously greater than 85%. It is noted that the screen 18 is at least partially transparent to the light of the elements 16.
  • the screen 18 is said to broadcast "in the mass". In other words, it is made from a diffusing material. This type of material is sometimes called opalescent.
  • the screen has a surface provided with microstructures 28 provided for diffusing the light of the photoemissive elements. They are advantageously designed to diffuse the light by diffraction in transmission.
  • microstructures 28 are for example formed in the surface of the outer face of the screen, that is to say the face turned towards the closure glass. They are present on the entire surface of the screen (they are illustrated on only part of the screen 18 in Figure 4 for the sake of clarity).
  • microstructures 28 are obtained by injection.
  • microstructures are for example in the form of depressions or projections formed in the surface of the face of the screen. They have characteristic dimensions of an order of magnitude between that of the wavelength of the light emitted by the photoemissive elements and a hundred times this order of magnitude.
  • the microstructures have a diffusion profile having a total width at half height whose aperture angle at the apex is between 25 ° and 80 ° in all directions on either side of the normal to the screen, more preferably still between 30 ° and 60 °.
  • the screen 18 has a generally polygonal shape, such as rectangular, its angles being optionally rounded.
  • the screen is arranged facing the face of the substrate 14 carrying the photoemissive elements 16. It is located away from this face and photoemissive elements.
  • the screen is at a distance from the substrate, for example greater than 20 mm. It is for example between 20 mm and 90 mm.
  • the screen 18 is curved. Preferably, it has a curvature identical to that of the substrate over at least part of its length.
  • the screen, or more specifically its face carrying the microstructures is arranged substantially parallel to at least a portion of the main portion of the substrate (that is to say, the large face of the latter turned to the screen). In this way, for at least part of the elements 16, all the photoemissive elements considered are all substantially at the same distance from the screen 18.
  • the screen 18 is carried by a diffusion element 30 belonging to the module 10.
  • this element 30 comprises a fixing portion 32 surrounding the screen on the screen. least part of its periphery. This portion 32 is provided for fixing the element 30 within the volume 8, and optionally within the housing 12, as well as for gripping the element 30.
  • the element 30 may comprise several screens, as shown in FIG. 4.
  • it comprises a first substantially horizontal screen and a second screen 182 of bent shape extending from the first in an inclined manner with respect to the horizontal.
  • the screen is arranged within the device 2 so as to close at least part of the housing 12 towards the front.
  • the screen and the substrate have respective contours whose shapes are advantageously function of one another.
  • the shape of the contour of the substrate corresponds to that of the contour of the screen in projection on a plane orthogonal to the axis X (possibly with a rotation close as well as the dimensions close).
  • the dimensions of the screen are greater than those of the substrate.
  • the dimensions of the screen are smaller than those of the screen.
  • the element 30 is coupled to a casing 34 with which it cooperates or in which it is arranged, the casing being arranged in the housing 12 or defining the housing (for example by forming all or part of its wall ).
  • the envelope defines a closed volume in which the photoemissive elements and the substrate are arranged. This volume is configured so that the light of the light emitting elements does not come out of the device 2 without having first passed through the screen 18.
  • the envelope has an internal face adapted to reflect and / or diffuse at least a portion of the incident light from the elements 16.
  • the envelope is white in color and / or has a surface metallization, and optionally has a diffuse texturing on all or part of this internal face.
  • the module 10 advantageously comprises a control assembly 36 (FIG. 2) adapted to control at least the switching on and off of the light emitting elements.
  • a control assembly 36 (FIG. 2) adapted to control at least the switching on and off of the light emitting elements.
  • the assembly 36 comprises for example a plurality of control modules respectively coupled to a plurality of photoemissive elements for controlling them. These modules are for example distributed on the substrate, for example on the face of the substrate opposite to that receiving the elements 16.
  • control unit is configured for the implementation of a light sequence during which all or part of the elements 16 is sequentially and / or simultaneously on and / or off.
  • this sequence is implemented in response to the detection of an event occurring at the vehicle, such as the ignition of the vehicle, the opening of a door that it comprises or the actuation of a vehicle. a change of direction indication command.
  • an event occurring at the vehicle such as the ignition of the vehicle, the opening of a door that it comprises or the actuation of a vehicle. a change of direction indication command.
  • the photoemissive elements 16 are controlled on transmission by the control assembly 36 via the electrical energy conveyed by the substrate 14. In response, they emit light with a maximum of intensity. according to their main issue direction. This light is then diffused by the screen 18, after any reflections on the envelope 34 and / or the face 24 of the substrate. Because of the orientation of their respective emission directions, the satisfaction of the requirements concerning the luminous intensity spatial distribution of the device 2 is facilitated.
  • control assembly 36 implements a light sequence, for example in response to a detected event at the vehicle, or a failure of one or other of the light emitting elements of the system.
  • the invention has several advantages.
  • the presence of the tabs 22 ensures a good flatness of the interface of the light emitting elements with the substrate and promotes the holding of the device 2 over time by minimizing the constraints induced at the fixations of the photoemissive elements or even of the very structure of these elements.
  • the module 10 comprises, in addition to the above elements, at least one optical formatting element interposed between at least one light emitting element and the screen.
  • Each optical shaping element is configured to deflect at least a portion of the light from the corresponding light emitting elements.
  • the volume delimited between the substrate and the screen (and which extends from one to the other) is devoid of optical element other than the gas filling this volume and the elements 16.
  • this volume is devoid of element emitting light or deflecting the light other than the elements 16 themselves and this gas (which is for example air), such as for example deflection optics or light guiding elements.
  • the module 10 is devoid of primary optics associated with the elements 16, such optics being for example in the form of a resin arranged in contact with the elements 16 and the substrate and interposed between the screen and the substrate, or any light deflection optical element, such as a lens or an intermediate screen between the screen 18 and the elements 16.
  • the photoemissive elements are in contact with this gas filling the volume between the screen and the substrate.
  • the elements 16 are devoid of subcomponent to direct the maximum luminous intensity emitted by each of them in a direction different from that in which they would emit in the absence of this component .
  • some known LED-type photoemissive elements include an optical lens-type device integrally mounted to the housing, the components of this type having an impact on the optical behavior of the element under consideration resulting in a deviation of the maximum luminous intensity. emitted by the elements 16.
  • the elements 16 of the device 2 according to the invention are devoid of such components: for pecuniary reasons, it will indeed be preferable to optimize the spatial distribution of light intensities of the device by optimizing the arrangement of the elements 16 on the substrate, as well as the control of these elements 16, rather than by costly adding an optical device in or on the very structure of said elements 16.

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Abstract

Un module d'émission lumineuse, notamment pour véhicule automobile. Le module d'émission lumineuse comprend : un substrat (14) comprenant une portion principale courbe, des éléments photoémissifs (16) agencés sur une face du substrat et configurés pour générer des rayons lumineux, un écran (18) courbe agencé en regard de ladite face du substrat et à l'écart de ladite face, l'écran étant adapté pour présenter une surface éclairée à partir des rayons lumineux émis par les éléments photoémissifs, l'écran présentant des propriétés de diffusion de la lumière émise par les éléments photoémissifs, chaque élément photoémissif étant agencé sur le substrat au niveau d'une zone donnée, chaque élément photoémissif étant en outre agencé pour émettre les rayons lumineux correspondant selon une direction principale d'émission décalée angulairement d'une direction locale normale au substrat au niveau de ladite zone donnée.

Description

Module d'émission lumineuse amélioré pour véhicule automobile
Le domaine de l'invention se rapporte aux dispositifs d'émission lumineuse pour véhicule automobile, et notamment aux dispositifs d'éclairage et/ou signalisation.
De manière connue, un grand nombre de ces dispositifs comprend un module d'émission lumineuse pourvu d'une pluralité d'éléments photoémissifs formant le cœur d'émission de lumière du dispositif.
Dans certaines applications, notamment pour les dispositifs de signalisation destinés à être agencés à l'arrière d'un véhicule, les dispositifs présentent un profil galbé, c'est-à-dire courbe, de façon à épouser la forme de la carrosserie au niveau de laquelle ils sont reçus.
Cette configuration géométrique se traduit par de nombreuses contraintes sur le design des dispositifs. En effet, notamment, outre d'éventuelles considérations d'homogénéité du rendu lumineux obtenu qui doit se traduire par une difficulté voire une impossibilité pour l'observateur de distinguer les éléments photoémissifs de manière unitaire en son sein, ce type de dispositifs est sujet à des réglementations qui imposent notamment au dispositif de disposer une distribution spatiale d'intensité lumineuse présentant des valeurs minimales dans certaines directions et/ou ne dépassant pas de valeurs maximales dans d'autres directions .
Or l'obtention d'un dispositif à la fois galbé et présentant ces propriétés n'est pas aisée.
Une solution couramment employée pour parvenir à ce résultat consiste à disposer d'un substrat recevant les éléments photoémissifs se présentant sous la forme d'une pluralité de plaques planes disjointes les unes des autres et orientées de manière choisie, par exemple sensiblement orthogonalement à une ou plusieurs directions d'émission de lumière que la réglementation impose de privilégier.
Cette solution présente elle-même des inconvénients, notamment en termes de compacité et de complexité. En effet, du fait du galbe du dispositif, ces plaques doivent présenter un agencement relatif en escalier, qui se traduit par un volume occupé important et par la présence de nombreux éléments de connexion et de fixation des plaques au sein du dispositif.
En pratique, ceci rend cette solution onéreuse, difficilement applicable dans certains cas, voire inutilisable.
Aussi, l'invention vise à proposer un module d'émission lumineuse et un dispositif d'émission lumineuse ne présentant pas ces inconvénients. A cet effet, l'invention concerne un module d'émission lumineuse, notamment pour véhicule automobile, le module d'émission lumineuse comprenant : un substrat comprenant une portion principale courbe,
des éléments photoémissifs agencés sur une face du substrat et configurés pour générer des rayons lumineux,
un écran courbe agencé en regard de ladite face du substrat et à l'écart de ladite face, l'écran étant adapté pour présenter une surface éclairée à partir des rayons lumineux émis par les éléments photoémissifs, l'écran présentant des propriétés de diffusion de la lumière émise par les éléments photoémissifs, chaque élément photoémissif étant agencé sur le substrat au niveau d'une zone donnée, chaque élément photoémissif étant en outre agencé pour émettre les rayons lumineux correspondant selon une direction principale d'émission décalée angulairement d'une direction locale normale au substrat au niveau de ladite zone donnée.
Selon un aspect de l'invention, pour au moins une partie desdits éléments photoémissifs, la direction principale d'émission de chaque élément photoémissif de ladite partie est sensiblement parallèle à un plan local tangentiel à la zone du substrat associée à l'élément photoémissif considéré. Selon un aspect de l'invention, la portion principale du substrat et l'écran sont sensiblement parallèles.
Selon un aspect de l'invention, pour au moins une partie des éléments photoémissifs, les éléments photoémissifs de ladite partie sont agencés le long d'une direction longitudinale du substrat, les distances séparant deux éléments consécutifs le long de ladite direction étant sensiblement identiques.
Selon un aspect de l'invention, les éléments photoémissifs sont sensiblement à une même distance de l'écran, la distance entre deux éléments photoémissifs consécutifs étant inférieure ou égale à la distance séparant les éléments photoémissifs de l'écran.
Selon un aspect de l'invention, la surface éclairée de l'écran est homogène lors du fonctionnement du module d'émission lumineuse.
Selon un aspect de l'invention, l'écran et le substrat délimitent entre eux un espace s'étendant de l'écran au substrat, ledit espace comprenant un gaz et les éléments photoémissifs, ledit espace étant dépourvu d'élément optique de déviation de la lumière émise par les éléments photoémissifs ou d'élément de guidage de la lumière émise par les éléments photoémissifs autre que ledit gaz et lesdits éléments photoémissifs.
Selon un aspect de l'invention, les éléments photoémissifs sont au contact dudit gaz.
Selon un aspect de l'invention, le substrat est réalisé à partir d'un composite de résine époxy renforcée et présente une épaisseur comprise entre 0,3 mm et 1 ,6 mm. Selon un aspect de l'invention, le substrat comprend une pluralité de languettes s'étendant à partir de la portion principale au niveau d'une région centrale du substrat, au moins une partie des éléments photoémissifs étant agencée sur lesdites languettes.
Selon un aspect de l'invention, chaque languette est sensiblement plane. Selon un aspect de l'invention, la face du substrat portant les éléments photoémissifs est adaptée pour réfléchir au moins une partie de la lumière émise par les éléments photoémissifs lui parvenant.
Selon un aspect de l'invention, la face du substrat portant les éléments photoémissifs est adaptée pour diffuser au moins une partie de la lumière émise par les éléments photoémissifs lui parvenant.
Selon un aspect de l'invention, au moins deux éléments photoémissifs sont agencés côte à côte le long du substrat, au moins un desdits deux éléments photoémissifs étant pivoté vers l'autre ou à l'écart de l'autre, de sorte que les directions principales d'émission respective des deux éléments photoémissifs sont coplanaires et non parallèles.
Selon un aspect de l'invention, le module d'émission lumineuse comprend en outre une optique de mise en forme interposée entre au moins un élément photoémissif et l'écran, l'optique de mise en forme étant configurée pour dévier au moins une partie de la lumière émise par ledit au moins un élément photoémissif.
Selon un aspect de l'invention, l'écran est réalisé à partir d'un matériau présentant des propriétés de diffusion.
Selon un aspect de l'invention, l'écran présente une face comportant des microstructures adaptées pour diffuser la lumière émise par les éléments photoémissifs.
Selon un aspect de l'invention, le module d'émission lumineuse comprend en outre un ensemble de commande adapté pour commander au moins l'allumage et l'extinction des éléments photoémissifs.
Avantageusement, l'ensemble de commande comprend une pluralité de modules de commande respectivement couplés à des éléments photoémissifs. Les modules de commande sont par exemple agencés sur le substrat au niveau d'une face de celui-ci opposée à celle portant les éléments photoémissifs.
L'invention concerne en outre un dispositif d'éclairage et/ou signalisation de véhicule automobile, le dispositif d'éclairage et/ou signalisation comprenant un module d'émission lumineuse tel que défini ci-dessus. Selon un aspect de l'invention, le véhicule automobile s'étend selon un axe, le module d'émission lumineuse présentant une direction privilégiée d'émission lumineuse sensiblement parallèle audit axe du véhicule automobile et sensiblement horizontale.
Selon un aspect de l'invention, le véhicule automobile s'étend selon un axe, le contour de la portion principale du substrat et le contour de l'écran présentant sensiblement la même forme en projection sur un plan orthogonal audit axe du véhicule.
Selon un aspect de l'invention, le dispositif d'éclairage et/ou signalisation comprend en outre un boîtier et une glace de fermeture coopérant l'un avec l'autre pour délimiter une cavité recevant tout ou partie du module d'émission lumineuse. Selon un aspect de l'invention, le dispositif d'éclairage et/ou signalisation comprend en outre un logement de réception ménagé au sein de la cavité et recevant tout ou partie du module d'émission lumineuse, l'écran obturant au moins une partie dudit logement.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux Figures annexées, sur lesquelles : - Les Figures la et lb sont des illustrations schématiques d'un dispositif d'émission lumineuse selon l'invention ;
La Figure 2 illustre une vue de face d'une partie d'un module d'émission lumineuse du dispositif de la Figure 1 ;
La Figure 3 illustre une vue du dessus d'un module d'émission lumineuse selon l'invention ; et
La Figure 4 est une illustration schématique d'un écran de diffusion d'un module d'émission lumineuse selon l'invention.
Les Figures la et lb illustrent un dispositif 2 d'émission lumineuse selon l'invention, ci-après dispositif 2. Le dispositif 2 est configuré pour émettre de la lumière.
Dans le cadre de l'invention, le dispositif 2 est avantageusement destiné à être intégré à un véhicule automobile. Autrement dit, il s'agit d'un dispositif d'émission lumineuse de véhicule automobile.
Avantageusement, le dispositif 2 est un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule automobile. II est par exemple configuré pour mettre en œuvre une ou plusieurs fonctions photométriques. Une fonction photométrique est par exemple une fonction d'éclairage et/ou signalisation visible pour un œil humain. On remarque que ces fonctions photométriques peuvent faire l'objet d'une ou plusieurs réglementations établissant des exigences de colorimétrie, d'intensité, de répartition spatiale selon une grille dite photométrique, ou encore de plages de visibilité de la lumière émise. Le dispositif 2 est par exemple un dispositif d'éclairage et constitue alors un projecteur - ou phare - de véhicule destiné à être agencé à l'avant du véhicule. Il est alors configuré pour mettre en œuvre une ou plusieurs fonctions photométriques par exemple choisie(s) parmi une fonction de feux de croisement dite « fonction code », une fonction de feux de route dite « fonction route », une fonction antibrouillard. Alternativement ou parallèlement, le dispositif est un dispositif de signalisation destiné à être agencé à l'avant ou à l'arrière du véhicule.
Lorsqu'il est destiné à être agencé à l'avant, les fonctions photométriques qu'il est configuré pour mettre en œuvre (éventuellement en sus de celle(s) qu'il met en œuvre en sa qualité de dispositif d'éclairage) incluent une fonction d'indication de changement de direction, une fonction d'éclairage diurne connue sous l'acronyme anglophone DRL, pour « Daytime Running Light », une fonction de signature lumineuse avant, une fonction de feux de position, une fonction dite « Side-marker », qui vient de l'anglais et peut être traduit par signalisation latérale.
Lorsqu'il est destiné à être agencé à l'arrière, ces fonctions photométriques incluent une fonction d'indication de recul, une fonction stop, une fonction antibrouillard, une fonction d'indication de changement de direction, une fonction de signature lumineuse arrière, une fonction lanterne, une fonction « Side-marker ».
Alternativement, le dispositif 2 est prévu pour l'éclairage de l'habitacle d'un véhicule et est alors destiné à émettre de la lumière principalement dans l'habitacle du véhicule.
Dans ce qui suit, le dispositif 2 est décrit de manière non limitative dans une configuration dans laquelle il est destiné à émettre de la lumière à l'extérieur du véhicule et est un dispositif de signalisation arrière.
En référence aux Figures la et lb, le dispositif 2 comprend un boîtier 4 et une glace de fermeture 6 coopérant l'un avec l'autre pour délimiter intérieurement une cavité 8, ainsi qu'un module d'émission lumineuse 10 selon l'invention, ci-après module 10. Dans le contexte de l'invention, le dispositif 2 est galbé, ou courbe. Autrement dit, vus du dessus, le boîtier et la glace sont courbes, ici pour épouser la forme de la carrosserie du véhicule au niveau de la région à laquelle le dispositif 2 est destiné à être agencé. La portion la plus à gauche du dispositif en Figure lb est par exemple destinée à être agencée du côté extérieur du véhicule, la partie droite étant à l'inverse orientée vers un plan médian du véhicule.
Le module 10 est agencé en tout ou partie dans la cavité 8.
Dans certaines réalisations, le dispositif 2 comprend un logement de réception 12 pour la réception du module 10. Ce logement est par exemple ménagé dans le boîtier 4. Comme décrit ci-après, ce logement de réception 12 est avantageusement obturé vers l'avant par un élément formant écran de diffusion de la lumière générée par le module 10. La ou les faces internes du logement 12 présentent avantageusement des propriétés optiques réfléchissantes et diffusantes.
Le module 10 est configuré pour émettre de la lumière. Avantageusement, comme dans l'exemple des Figures l a et lb, il est agencé pour émettre de la lumière en direction de la glace de fermeture (qui est transparente pour au moins une partie de cette lumière émise par le module 10).
Dans le contexte de l'invention, le dispositif 2 est configuré pour présenter une distribution spatiale d'intensité lumineuse présentant, pour au moins une pluralité de directions données, des valeurs minimales et/ou maximales. Autrement dit, selon ces directions, l'intensité lumineuse émise par le dispositif 2 doit être supérieure et/ou inférieure à une valeur seuil prédéterminée. Les valeurs seuils sont par exemple définies par une ou plusieurs réglementations. Une telle direction P est illustrée en Figure lb, et est par exemple une direction horizontale (au sens de l'orientation du dispositif 2 au sein du véhicule) parallèle à un axe de déplacement X du véhicule selon lequel le véhicule s'étend et selon lequel l'intensité lumineuse émise par le dispositif 2 doit être supérieure à une valeur seuil donnée. Cette direction P peut être vue comme une direction d'émission privilégiée (parmi une pluralité).
Ces considérations de distribution d'intensité se traduisent par des contraintes fortes sur le module 10 en termes d'intensité lumineuse émise en fonction de la direction considérée.
En référence aux Figures l a, lb et 2, le module 10 comprend un substrat 14, des éléments photoémissifs 16 et un écran 18. Le substrat 14 forme un support pour les éléments photoémissifs 12.
En outre, il est configuré pour acheminer de l'énergie électrique aux éléments photoémissifs 12 pour la génération de rayons lumineux par ceux-ci. A cet effet, il comprend des moyens d'acheminement d'énergie électrique configurés pour le raccordement des éléments 12 à une source d'énergie électrique. Ces moyens comprennent par exemple des éléments de connexions en métal ou métallisés, tels que des pistes en cuivre ou des fils. Le substrat 14 se présente une forme générale de plaque. Autrement dit, son épaisseur est faible devant ses autres dimensions. Il est par exemple de forme générale polygonale, telle que rectangulaire. Ses angles sont optionnellement arrondis.
On remarque à ce titre que la Figure 2 illustre deux substrats 14 agencés au contact l'un de l'autre. Ils peuvent être vus comme appartenant à des modules 10 distincts que comprend le dispositif 2. Dans cette configuration, comme décrit ci-après, les écrans 18 respectifs des modules 10 sont par exemple formés sur une même pièce. Comme également illustré sur cette Figure, le substrat 14 est agencé sensiblement horizontalement par rapport à l'orientation du véhicule (substrat supérieur), ou bien est incliné par rapport à l'horizontale (substrat inférieur). Le substrat 14 présente un contour C ayant des bords rectilignes ou non. En pratique, la forme du contour C est avantageusement choisie pour correspondre à la forme du contour de l'écran 18 associé en projection sur un plan orthogonal à l'axe X du véhicule. Ici, on entend par-là que le contour du substrat présente une même forme générale que celui de l'écran, mais pas nécessairement les mêmes dimensions. En outre, ceci est entendu à une rotation autour d'un axe parallèle à l'axe X près. Le substrat 14 comprend une portion principale 20 et des languettes 22.
La portion principale 20 confère au substrat 14 son allure générale. Elle présente par exemple une forme générale polygonale, telle que rectangulaire. Par exemple, elle est formée par l'intégralité du substrat à l'exception des languettes 22 décrites-ci-après. Toutefois, dans certaines réalisations, le substrat peut comprendre des régions autres que la portion principale et les languettes, et qui s'étendent par exemple à partir du bord extérieur de la portion principale et à l'écart de la portion principale. Ces régions sont par exemple prévues pour la réception de connecteurs ou pour la fixation du substrat au reste du dispositif 2.
On remarque que dans cette configuration, le contour C correspond au contour de la portion principale en faisant abstraction de ces régions d'extension. Avantageusement, la portion principale 20 est souple. Plus spécifiquement, elle est adaptée pour se déformer élastiquement, en particulier sous l'effet d'un effort de flexion, tel qu'une flexion tendant à rapprocher ses extrémités longitudinales l'une de l'autre et appliquée normalement à une face du substrat.
Ceci permet notamment à la portion principale et au substrat de manière générale d'être galbés, en particulier en vue d'agencer la portion principale du substrat sensiblement parallèlement à la glace de fermeture 6 et/ou à la paroi arrière du boîtier 4 lorsque le dispositif 2 est galbé.
Les languettes 22 se présentent sous la forme de langues de matière. Elles s'étendent à partir de la portion principale. Plus spécifiquement, elles s'étendent chacune à partir d'un bord interne de la portion principale. Autrement dit, elles ne s'étendent pas à partir d'un bord externe du substrat 14, c'est-à-dire du bord tourné vers l'extérieur du substrat 14.
Ces languettes sont par exemple formées par découpe du substrat, qui présente initialement une surface pleine.
En pratique, ces languettes 22 sont connectées à la portion principale 20 par un bord 22B de connexion (en pointillés sur certaines languettes de la Figure 2), et leurs autres bords sont libres, c'est-à-dire disjoints du substrat 14. Le bord de connexion 22B est par exemple venu de matière avec la portion principale.
Avantageusement, les languettes présentent une forme générale polygonale, telle que rectangulaire, dont tout ou partie des angles est optionnellement arrondie. Le bord de connexion 22B correspond à au moins un côté de ce polygone, les autres côtés formant des bords libres.
Avantageusement, elles ont des dimensions sensiblement identiques, au moins pour une partie d'entre elles. On remarque que pour des raisons d'encombrement ou de forme du substrat, les languettes d'extrémité peuvent être amenées à avoir des dimensions voire une forme différente de celles des languettes qui ne sont pas proximales relativement aux extrémités du substrat.
Les languettes 22 sont sensiblement planes. En outre, avantageusement, elles sont agencées pour demeurer sensiblement plane en cas de fléchissement élastique de la portion principale.
La Figure 3 illustre la configuration géométrique des languettes dans une telle configuration fléchie. Dans cette configuration, les languettes s'étendent sensiblement dans un plan tangent localement à la portion principale.
Les languettes sont avantageusement réalisées à partir du même matériau que le reste du substrat 14. Leur planéité, notamment en configuration fléchie de la portion principale, a pour effet de limiter les transmissions d'efforts de flexion imprimés à la portion principale aux composants agencés sur les languettes et/ou aux soudures rendant lesdits composants solidaires de la surface desdites languettes, et se traduit par un maintien de leur configuration plane alors que la portion principale fléchit.
Le substrat 14 comprend par exemple une pluralité de languettes 22 agencées consécutivement le long du substrat. Elles sont par exemple ainsi agencées de manière alignée le long d'une direction longitudinale du substrat.
Elles présentent par exemple une même orientation spatiale. Par exemple, comme illustré en Figure 2, leur bord de connexion 22B forme une extrémité longitudinale des languettes proximale relativement à une même extrémité du substrat, le bord opposé étant tourné vers la languette 22 venant après dans le sens du parcours du substrat depuis cette extrémité vers l'autre extrémité. Préférentiellement, le bord de connexion 22B des languettes est sensiblement parallèle à l'axe de courbure locale du substrat. De la sorte, les languettes ne sont que peu voire pas mécaniquement contraintes par l'effort de flexion du substrat 14.
On remarque que le substrat peut comprendre une ligne de languettes comme illustré en Figure 2, ou bien une pluralité de lignes de languettes s 'étendant parallèlement les unes aux autres et décalés les unes des autres transversalement à cette direction longitudinale.
Le substrat est par exemple réalisé à partir d'un composite de résine époxy renforcée, typiquement avec des fibres de verre. Par exemple, il est réalisé à partir d'un matériau couramment appelé PCB FR- 4 (PCB étant l'acronyme anglophone de Printed Circuit Board, qui signifie circuit imprimé). II présente avantageusement une épaisseur comprise entre 0,3 mm et 1 ,6 mm. Cette configuration, combinée à la présence d'ouvertures (le contour des languettes) réalisées dans la surface du substrat, permet de favoriser la souplesse du substrat et permet de se dispenser de matériaux onéreux couramment utilisés pour former des substrats flexibles.
Comme décrit ci-après, les éléments photoémissifs sont agencés sur une face 24 donnée du substrat. Avantageusement, cette face 24 est adaptée pour réfléchir au moins une partie de la lumière issue des éléments 16 et leur parvenant.
Par exemple, à cet effet, cette face est blanche.
Avantageusement ou parallèlement, cette face 24 est en outre configurée pour diffuser au moins une partie de la lumière issue des éléments 16 et lui parvenant. Par exemple, à cet effet, elle présente des aspérités adaptées.
On remarque que le substrat est avantageusement réalisé d'un seul tenant d'un même matériau, par opposition à une configuration en portions de matériaux différents connectées les unes aux autres et formant un substrat hétérogène. Formulé autrement, la portion principale s'étend d'un bout à l'autre du substrat et est formée d'une unique portion réalisée dans un matériau donné, les languettes étant venues de matière avec cette portion.
Les éléments photoémissifs 16 sont chacun configurés pour émettre de la lumière lorsqu' alimentés en énergie électrique de manière appropriée. Ces éléments 16 forment le cœur d'émission de lumière du module 10.
Avantageusement, ces éléments 16 sont des éléments photoémissifs à semi-conducteur adaptés pour générer des photons par électroluminescence. Avantageusement, chaque élément 16 d'au moins une partie des éléments 16 que comprend le module 10 est formé à partir d'une diode électroluminescente. Par exemple, tous le sont. On entend ici « formé à partir de » que la structure photoémettrice que l'élément 16 comprend est une diode électroluminescente, parfois par appelée puce de DEL.
En pratique, dans le contexte de l'invention, au moins une partie des éléments photoémissifs 16 comprend une diode et un boîtier 26 au sein duquel la diode correspondante est agencée. Les boîtiers 26 sont parfois appelés « packages », qui vient de l'anglais et peut être traduit par boîtier. Les diodes elles-mêmes sont parfois appelées puces de DEL, et forment la structure photoémissive de l'élément photoémissif.
L'agencement de la diode au sein du boîtier est choisi pour obtenir une direction principale d'émission de la diode correspondante qui est choisie à orientation donnée du boîtier 26 associé. Cette direction principale correspond à la direction selon laquelle l'élément 16 considéré émet une intensité lumineuse maximale.
Les éléments photoémissifs 12 sont agencés sur le substrat. Comme indiqué précédemment, ils sont agencés sur une même face 24 du substrat. Cette face 24 est tournée vers l'écran 18 et la glace de fermeture 6. A cet effet, les boîtiers 26 sont fixés sur la face 24.
Dans le contexte de l'invention, les éléments photoémissifs sont avantageusement agencés sur les languettes 22 du substrat.
Ils sont avantageusement agencés en une ou plusieurs lignes. Ces lignes sont avantageusement chacune parallèle à une direction longitudinale du substrat (qui peut être incurvée en fonction de la configuration du substrat 14 considérée).
Dans l'exemple des Figures, les éléments 16 sont ainsi agencés en deux lignes parallèles.
Avantageusement, la distance séparant deux éléments 16 consécutifs le long du substrat est sensiblement constante.
Avantageusement, pour au moins une partie des éléments 16, chaque élément 16 est associé à au moins un élément 16 se trouvant sensiblement au même emplacement long du substrat. Autrement dit, les éléments photoémissifs correspondants sont également agencés en colonnes comprenant chacune au moins deux éléments 16. Chaque colonne est avantageusement sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale au moins localement.
Avantageusement, la distance séparant deux éléments adjacents au sein d'une colonne donnée est sensiblement constante au sein de la colonne, et préférentiellement est la même pour toutes les colonnes définies par l'agencement. On remarque qu'optionnellement, la distance séparant deux éléments consécutifs au sein d'une ligne est la même que celle séparant deux éléments consécutifs au sein d'une colonne.
La distance séparant deux éléments 16 consécutifs au sein d'une ligne et/ou une colonne est par exemple comprise entre la distance qui sépare le substrat de l'écran, et 40% de cette valeur.
Dans le contexte de l'invention, pour au moins une partie des éléments 16, les éléments 16 sont configurés pour présenter une direction principale d'émission décalée angulairement de la direction normale au substrat au niveau de la zone du substrat portant l'élément 16 considéré. Autrement dit, cette direction ne correspond pas à la normale locale au substrat.
Par exemple, les éléments 16 sont configurés pour émettre de la lumière selon une direction principale privilégiée comprise angulairement entre un plan parallèle à un plan local tangentiel à la zone du substrat correspondante et la normale locale au substrat.
De manière avantageuse, les éléments 16 correspondants sont configurés pour émettre de la lumière selon une direction privilégiée comprise dans un plan sensiblement parallèle au plan local tangentiel à la zone du substrat correspondante. Autrement dit, comme illustré en Figure 3, les éléments photoémissifs sont configurés pour que cette direction soit parallèle à la languette 22 sur laquelle ils se trouvent.
Les éléments 16 correspondants sont des diodes électroluminescentes connues sous le nom anglophone de « Side-LED », qui peut être traduit par « DEL de côté ».
En pratique, la direction principale souhaitée est obtenue en agençant la diode au sein du boîtier 26 correspondant de manière appropriée.
On remarque que ces configurations peuvent être combinées, le module 10 comprenant des éléments 16 émettant parallèlement au plan tangentiel local au substrat considéré et/ou d'autres émettant angulairement entre le plan parallèle au plan tangentiel local et la normale à la zone considérée.
En outre, en sus des éléments photoémissifs ayant une direction principale d'émission telle que ci- dessus, le module 10 peut comprendre des éléments photoémissifs dont la direction principale correspond sensiblement à la normale locale au substrat.
Sur la Figure 3, les directions principales orientées parallèlement au plan local tangentiel ont les références dp3 à dp6 et les normales locales associées sont de références nioc3 à nioc6. Les directions principales ayant une configuration simplement inclinée vis-à-vis de la normale correspondante autre sont référencées dpi et dp2 (les normales locales associées sont de référence nioci et nioc2). Dans certaines configurations, le module 10 comprend uniquement des éléments 16 ayant une direction principale parallèle au plan tangentiel local.
Au sein d'une colonne donnée, par exemple pour deux éléments photoémissifs consécutifs, les directions principales sont ou non sensiblement parallèle l'une à l'autre. Par exemple, pour certains éléments photoémissifs, l'un et/ou l'autre des deux éléments photoémissifs est pivoté par rapport à l'autre selon un axe normal à la zone du substrat portant l'élément 16 considéré. De la sorte, leurs directions principales d'émission sont sensiblement coplanaires mais non parallèles.
Dans certaines réalisations, ils sont pivotés l'un vers l'autre de sorte que leurs directions principales (c'est-à-dire ici le demi-axe d'origine l'élément 16 considéré) s'intersectent, comme illustré en Figure 2 pour la languette située la plus à droite. Ceci permet par exemple de compenser l'éventuelle apparition de zones plus sombres au sein du dispositif dans une région située entre les deux éléments 16.
Alternativement, l'un et/ou l'autre est pivoté à l'écart de l'autre, comme illustré sur le substrat inférieur.
Par exemple, pour ce substrat, et de façon générale notamment pour les substrats orientés autrement qu'horizontalement, l'un des deux éléments photoémissifs présente une direction principale d'émission alignée avec la direction longitudinale du substrat (éventuellement considérée localement au niveau de la zone portant l'élément photoémissif considéré lorsque le substrat ne s'étend pas selon une direction rectiligne), et l'autre une direction principale horizontale.
Le module 10 est par exemple configuré pour émettre de la lumière de couleur blanche, ou encore rouge ou ambre. D'autres couleurs sont encore envisageables en fonction de l'application visée.
On remarque que le module 10 peut comprendre des éléments 16 configurés pour émettre de la lumière de couleur blanche, d'autres de couleur ambre et/ou d'autres de couleur rouge. L'écran 18 est configuré pour former une surface éclairée à partir de la lumière émise par les éléments 16. En outre, il est configuré pour diffuser au moins une partie de la lumière reçue des éléments photoémissifs et passant par lui.
De façon plus spécifique, conjointement au substrat 14 et aux éléments photoémissifs, l'écran est configuré pour former une surface éclairée sensiblement homogène. Par homogène, on entend que les éléments photoémissifs ne sont pas distinguables à l'œil nu au sein de cette surface éclairée par un observateur dont le regard est dirigé vers l'écran. En pratique, cette propriété résulte -toutes choses égales par ailleurs- de la combinaison de la densité de distribution des éléments photoémissifs sur le substrat et de la distance entre ces éléments photoémissifs et l'écran.
Avantageusement, à cet effet, pour au moins une partie des éléments photoémissifs et avantageusement pour tous, la distance entre deux éléments photoémissifs adjacents est inférieure ou égale à la distance qui les sépare de l'écran, et avantageusement inférieure à 70% de cette dernière.
On remarque que l'homogénéité peut être quantifiée.
Par exemple, en la notant H, elle peut être déterminée à partir de ou en tant que minimum entre d'une part une uniformité locale L U et une uniformité globale G_U. L'uniformité globale est par exemple déterminée à partir de la relation : où ROI désigne la surface éclairée formée par l'écran et LROi désigne la luminance de la surface éclairée (σ désigne P écart-type et Moy la moyenne).
L'uniformité locale est par exemple déterminée comme suit. On considère un pixel X de la surface éclairée, la région carrée de côté n (par exemple n pixels) centrée sur X, ainsi que 8 régions adjacentes carrées de côté n, ces régions étant respectivement centrées sur des pixels X; se trouvant chacun à une distance n du point X. Les points Xi sont par exemple régulièrement distribués autour de X.
On définit le contraste local l e en fonction de n selon la relation l_c(n) = maxyxeR0I ou M et Mi sont les luminances moyennes des pixels de
la région centrée sur X, sur le Xi considéré respectivement. On détermine la grandeur MSlocal contrast en tant que maximum des contrastes locaux l_c(n) pour n=2p+l, avec p allant de 1 à 20, et on détermine la grandeur L U selon la relation L_U=100(1- 2MSlocal_contrast).
On remarque que dans certaines réalisations dans lesquelles le dispositif 2 comprend deux zones relativement distinctes, l'homogénéité globale est par exemple déterminée en tant que minimum des homogénéités respectives des deux régions.
En outre, on pourra la déterminer en tant que combinaison linéaire (ou alternativement, en tant que minimum) de l'homogénéité considérée selon divers axes.
Aussi, dans le cadre de l'invention, l'homogénéité H est avantageusement supérieure à 85%. On remarque que l'écran 18 est au moins en partie transparent à la lumière des éléments 16.
Plusieurs configurations sont envisagées pour obtenir l'effet diffusant de l'écran 18.
Dans une première configuration, l'écran 18 est dit diffusant « dans la masse ». Autrement dit, il est réalisé à partir d'un matériau diffusant. Ce type de matériau est parfois appelé opalescent. Alternativement, l'écran présente une surface pourvue de microstructures 28 prévues pour diffuser la lumière des éléments photoémissifs. Elles sont avantageusement prévues pour diffuser la lumière par diffraction en transmission.
Ces microstructures 28 sont par exemple ménagées dans la surface de la face externe de l'écran, c'est- à-dire de la face tournée vers la glace de fermeture. Elles sont présentes sur l'intégralité de la surface de l'écran (elles sont illustrées sur seulement une partie de l'écran 18 en Figure 4 par souci de clarté).
Avantageusement, les microstructures 28 sont obtenues par injection.
Ces microstructures se présentent par exemple sous la forme de dépressions ou de saillies ménagées dans la surface de la face de l'écran. Elles présentent des dimensions caractéristiques d'un ordre de grandeur compris entre celui de la longueur d'onde de la lumière émise par les éléments photoémissifs et cent fois cet ordre de grandeur.
Avantageusement, les microstructures présentent un profil de diffusion ayant une largeur totale à mi- hauteur dont l'angle d'ouverture au sommet est compris entre 25° et 80° dans toutes les directions de part et d'autre de la normale à l'écran, plus préférentiellement encore entre 30° et 60°.
L'écran 18 présente une forme générale polygonale, telle que rectangulaire, ses angles étant optionnellement arrondis.
L'écran est agencé en regard de la face du substrat 14 portant les éléments photoémissifs 16. Il se situe à l'écart de cette face et des éléments photoémissifs.
L'écran se situe à une distance du substrat par exemple supérieure à 20 mm. Elle est par exemple comprise entre 20 mm et 90 mm. Avantageusement, l'écran 18 est galbé. Préférentiellement, il présente un galbe identique à celui du substrat sur au moins une partie de sa longueur. Autrement dit, l'écran, ou plus spécifiquement sa face portant les microstructures, est agencée de manière sensiblement parallèle à au moins une partie de la portion principale du substrat (c'est-à-dire de la grande face de celui-ci tournée vers l'écran). De la sorte, pour au moins une partie des éléments 16, tous les éléments photoémissifs considérés se trouvent tous sensiblement à la même distance de l'écran 18. On remarque qu'optionnellement, comme illustré en Figure 4, l'écran 18 est porté par un élément de diffusion 30 appartenant au module 10. Outre l'écran 18, cet élément 30 comprend une portion de fixation 32 entourant l'écran sur au moins une partie de son pourtour. Cette portion 32 est prévue pour la fixation de l'élément 30 au sein du volume 8, et optionnellement au sein du logement 12, ainsi que pour la préhension de l'élément 30.
On remarque que l'élément 30 peut comprendre plusieurs écrans, comme illustré en Figure 4. Sur cette Figure, il comprend un premier écran sensiblement horizontal et un deuxième écran 182 de forme coudée s'étendant à partir du premier de manière inclinée par rapport à l'horizontale.
L'écran est agencé au sein du dispositif 2 de façon à obturer au moins en partie le logement 12 vers l'avant.
Comme indiqué précédemment, l'écran et le substrat présentent des contours respectifs dont les formes sont avantageusement fonction l'une de l'autre. Avantageusement, la forme du contour du substrat correspond à celle du contour de l'écran en projection sur un plan orthogonal à l'axe X (éventuellement à une rotation près ainsi qu'aux dimensions près). A ce titre, dans certaines réalisations, les dimensions de l'écran sont supérieures à celles du substrat. Dans des configurations alternatives, les dimensions de l'écran sont inférieures à celles de l'écran.
Optionnellement, l'élément 30 est couplé à une enveloppe 34 avec laquelle il coopère ou au sein de laquelle il est agencé, l'enveloppe étant agencée dans le logement 12 ou bien définissant le logement (par exemple en formant tout ou partie de sa paroi). Conjointement à l'élément 30 ou non, l'enveloppe définit un volume fermé dans lequel les éléments photoémissifs et le substrat sont agencés. Ce volume est configuré pour que la lumière des éléments photoémissifs ne sorte pas du dispositif 2 sans être au préalable passée par l'écran 18.
Avantageusement, l'enveloppe présente une face interne adaptée pour réfléchir et/ou diffuser au moins une partie de la lumière incidente issue des éléments 16. Par exemple, elle est de couleur blanche et/ou présente une métallisation de surface, et présente optionnellement une texturation diffusante sur tout ou partie de cette face interne.
Outre les composants décrits ci-dessus, le module 10 comprend avantageusement un ensemble de commande 36 (Figure 2) adapté pour commander au moins l'allumage et l'extinction des éléments photoémissifs. Avantageusement, il est également configuré pour commander l'intensité de la lumière lumineuse émise par les éléments photoémissifs. L'ensemble 36 comprend par exemple une pluralité de modules de commande respectivement couplés à une pluralité d'éléments photoémissifs pour la commande de ceux-ci. Ces modules sont par exemple distribués sur le substrat, par exemple sur la face du substrat opposée à celle recevant les éléments 16.
Avantageusement, l'ensemble de commande est configuré pour la mise en œuvre d'une séquence lumineuse au cours de laquelle tout ou partie des éléments 16 est séquentiellement et/ou simultanément allumée et/ou éteinte.
Par exemple, cette séquence est mise en œuvre en réponse à la détection d'un événement se produisant au niveau du véhicule, tel que l'allumage du véhicule, l'ouverture d'une porte qu'il comprend ou bien l'actionnement d'une commande d'indication de changement de direction. Le fonctionnement du dispositif 2 va maintenant être décrit en référence aux Figures.
Lors du fonctionnement du dispositif, les éléments photoémissifs 16 sont commandés à l'émission par l'ensemble de commande 36 via l'énergie électrique acheminée par le substrat 14. En réponse, ceux-ci émettent de la lumière avec un maximum d'intensité selon leur direction principale d'émission. Cette lumière est alors diffusée par l'écran 18, après d'éventuelles réflexions sur l'enveloppe 34 et/ou la face 24 du substrat. Du fait de l'orientation de leurs directions d'émission respectives, la satisfaction des prescriptions en matière de distribution spatiale d'intensité lumineuse du dispositif 2 est facilitée.
Optionnellement, à un instant donné, l'ensemble de commande 36 implémente une séquence lumineuse, par exemple en réponse à un événement détecté au niveau du véhicule, ou à une défaillance de l'un ou l'autre des éléments photoémissifs du système. L'invention présente plusieurs avantages.
Tout d'abord, elle permet l'obtention d'une distribution spatiale d'intensité lumineuse du dispositif 2 au sein de laquelle certaines directions normales à l'écran ne forment pas par défaut des maxima locaux d'intensité, et ce de manière simple. Ceci est particulièrement avantageux en configuration galbée du dispositif 2. En outre, la présence des languettes 22 assure une bonne planéité de l'interface des éléments photoémissifs avec le substrat et favorise la tenue du dispositif 2 dans le temps en minimisant les contraintes induites au niveau des fixations des éléments photoémissifs voire de la structure même de ces éléments.
Par ailleurs, le rendu lumineux obtenu est homogène, c'est-à-dire que les éléments photoémissifs ne sont pas discernables, ou du moins difficilement discernables, en tant qu'unités d'émission au sein du rendu lumineux obtenu. Dans un mode de réalisation particulier, le module 10 comprend, outre les éléments ci-dessus, au moins un élément optique de mise en forme interposé entre au moins un élément photoémissif et l'écran. Chaque élément optique de mise en forme est configuré pour dévier au moins une partie de la lumière des éléments photoémissifs correspondant. Toutefois, préférentiellement, le volume délimité entre le substrat et l'écran (et qui s'étend de l'un à l'autre) est dépourvu d'élément optique autre que le gaz emplissant ce volume et les éléments 16. C'est-à-dire que ce volume est dépourvu d'élément émettant de la lumière ou déviant la lumière autre que les éléments 16 eux-mêmes et ce gaz (qui est par exemple de l'air), tel que par exemple des optiques de déviation ou des éléments de guidage de la lumière. En particulier, dans ces réalisations, le module 10 est dépourvu d'optique primaire associée aux éléments 16, une telle optique se présentant par exemple sous la forme d'une résine agencée au contact des éléments 16 et du substrat et interposée entre l'écran et le substrat, ou encore d'un élément optique de déviation de lumière quelconque, tel qu'une lentille ou un écran intermédiaire entre l'écran 18 et les éléments 16. En pratique, les éléments photoémissifs sont au contact de ce gaz emplissant le volume entre l'écran et le substrat. On remarque en outre que préférentiellement, les éléments 16 sont dépourvus de sous-composant visant à diriger le maximum d'intensité lumineuse émise par chacun d'eux dans une direction différente de celle dans laquelle ils l'émettraient en l'absence de ce composant. Par exemple, certains éléments photoémissifs de type DEL connus incluent un dispositif de type lentille optique monté solidairement du boîtier, les composants de ce type ayant un impact sur le comportement optique de l'élément considéré se traduisant par une déviation du maximum d'intensité lumineuse émise par les éléments 16. Avantageusement donc, les éléments 16 du dispositif 2 selon l'invention sont dépourvus de tels composants : pour des raisons pécuniaires, il sera en effet préférable d'optimiser la distribution spatiale d'intensités lumineuses du dispositif en optimisant l'agencement des éléments 16 sur le substrat, ainsi que la commande de ces éléments 16, plutôt qu'en ajoutant coûteusement un dispositif optique dans ou sur la structure même desdits éléments 16.
On remarque toutefois que ceci n'exclut pas la présence d'un matériau protecteur au sein des éléments 16, en particulier au sein du boîtier, ce matériau se présentant par exemple sous la forme d'une couche déposée sur la puce de LED au sein du boîtier correspondant. De telles couches sont par exemple réalisées à partir de résine silicone ou époxy.

Claims

Module d'émission lumineuse, notamment pour véhicule automobile, le module d'émission lumineuse comprenant :
un substrat (14) comprenant une portion principale (20) courbe,
des éléments photoémissifs (16) agencés sur une face (24) du substrat et configurés pour générer des rayons lumineux,
un écran (18) courbe agencé en regard de ladite face du substrat et à l'écart de ladite face, l'écran étant adapté pour présenter une surface éclairée à partir des rayons lumineux émis par les éléments photoémissifs, l'écran présentant des propriétés de diffusion de la lumière émise par les éléments photoémissifs, chaque élément photoémissif étant agencé sur le substrat au niveau d'une zone donnée, chaque élément photoémissif étant en outre agencé pour émettre les rayons lumineux correspondant selon une direction principale d'émission (dpi , dp6) décalée angulairement d'une direction locale normale (nioci, .. ., nioc6) au substrat au niveau de ladite zone donnée.
Module d'émission lumineuse selon la revendication 1 , dans lequel pour au moins une partie desdits éléments photoémissifs (16), la direction principale d'émission de chaque élément photoémissif de ladite partie est sensiblement parallèle à un plan local tangentiel à la zone du substrat associée à l'élément photoémissif considéré.
3. Module d'émission lumineuse selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la portion principale
(20) du substrat et l'écran (18) sont sensiblement parallèles.
4. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel pour au moins une partie des éléments photoémissifs, les éléments photoémissifs de ladite partie sont agencés le long d'une direction longitudinale du substrat, les distances séparant deux éléments consécutifs le long de ladite direction étant sensiblement identiques.
5. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les éléments photoémissifs sont sensiblement à une même distance de l'écran, la distance entre deux éléments photoémissifs consécutifs étant inférieure ou égale à la distance séparant les éléments photoémissifs de l'écran.
6. Module d'émission lumineuse selon la revendication 5, dans lequel la surface éclairée de l'écran est homogène lors du fonctionnement du module d'émission lumineuse.
7. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'écran et le substrat délimitent entre eux un espace s'étendant de l'écran au substrat, ledit espace comprenant un gaz et les éléments photoémissifs, ledit espace étant dépourvu d'élément optique de déviation de la lumière émise par les éléments photoémissifs ou d'élément de guidage de la lumière émise par les éléments photoémissifs autre que ledit gaz et lesdits éléments photoémissifs.
8. Module d'émission lumineuse selon la revendication 7, dans lequel les éléments photoémissifs sont au contact dudit gaz.
9. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat est réalisé à partir d'un composite de résine époxy renforcée et présente une épaisseur comprise entre 0,3 mm et 1 ,6 mm.
10. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat comprend une pluralité de languettes (22) s'étendant à partir de la portion principale au niveau d'une région centrale du substrat, au moins une partie des éléments photoémissifs (16) étant agencée sur lesdites languettes (22).
11. Module d'émission lumineuse selon la revendication 10, dans lequel chaque languette est sensiblement plane.
12. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la face (24) du substrat portant les éléments photoémissifs est adaptée pour réfléchir au moins une partie de la lumière émise par les éléments photoémissifs lui parvenant.
13. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la face du substrat portant les éléments photoémissifs est adaptée pour diffuser au moins une partie de la lumière émise par les éléments photoémissifs lui parvenant.
14. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins deux éléments photoémissifs (16) sont agencés côte à côte le long du substrat (14), au moins un desdits deux éléments photoémissifs étant pivoté vers l'autre ou à l'écart de l'autre, de sorte que les directions principales d'émission respective des deux éléments photoémissifs sont coplanaires et non parallèles.
15. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une optique de mise en forme interposée entre au moins un élément photoémissif (16) et l'écran (18), l'optique de mise en forme étant configurée pour dévier au moins une partie de la lumière émise par ledit au moins un élément photoémissif.
16. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'écran est réalisé à partir d'un matériau présentant des propriétés de diffusion.
17. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'écran présente une face comportant des microstructures (28) adaptées pour diffuser la lumière émise par les éléments photoémissifs.
18. Module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un ensemble de commande (36) adapté pour commander au moins l'allumage et l'extinction des éléments photoémissifs.
19. Dispositif d'éclairage et/ou signalisation de véhicule automobile, le dispositif d'éclairage et/ou signalisation comprenant un module d'émission lumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes.
20. Dispositif d'éclairage et/ou signalisation selon la revendication 19, le véhicule automobile s 'étendant selon un axe (X), le module d'émission lumineuse présentant une direction privilégiée d'émission lumineuse (P) sensiblement parallèle audit axe du véhicule automobile et sensiblement horizontale.
21. Dispositif d'éclairage et/ou signalisation selon la revendication 19, le véhicule automobile s 'étendant selon un axe (X), le contour de la portion principale (20) du substrat et le contour de l'écran (18) présentant la même forme en projection sur un plan orthogonal audit axe du véhicule.
22. Dispositif d'éclairage et/ou signalisation selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, comprenant en outre un boîtier (4) et une glace de fermeture (6) coopérant l'un avec l'autre pour délimiter une cavité (8) recevant tout ou partie du module d'émission lumineuse.
23. Dispositif d'éclairage et/ou signalisation selon la revendication 22, comprenant en outre un logement de réception (12) ménagé au sein de la cavité et recevant tout ou partie du module d'émission lumineuse, l'écran (18) obturant au moins une partie dudit logement.
EP17771479.7A 2016-09-28 2017-09-27 Module d'émission lumineuse amélioré pour véhicule automobile Active EP3519727B1 (fr)

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PCT/EP2017/074547 WO2018060284A1 (fr) 2016-09-28 2017-09-27 Module d'émission lumineuse amélioré pour véhicule automobile

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