FR2961290A1 - Dispositif d'eclairage - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif d'éclairage comprenant une face de montage (22) sur laquelle sont montés des moyens électroluminescents aptes à émettre un flux lumineux diffusé par une lentille (30) couplée à ladite face de montage, ladite lentille présentant un axe de symétrie de révolution (Z) et comportant une face arrière convexe (31) dotée d'un logement (33) destiné à recevoir lesdits moyens électroluminescents. Selon l'invention, lesdits moyens électroluminescents comprennent une pluralité de diodes électroluminescentes (23) disposées selon un cercle en périphérie de ladite face de montage et ladite lentille est formée d'un seul corps monobloc, engendré par la révolution autour dudit axe de symétrie de révolution (Z) de ladite lentille (30), d'un paraboloïde de révolution d'axe de révolution (Z') parallèle audit axe de symétrie de révolution (Z) de ladite lentille (30), ledit logement (33) se présentant sous la forme d'une rainure circulaire centrée autour dudit axe de symétrie de révolution.
Description
1 Dispositif d'éclairage La présente invention se rapporte à un dispositif d'éclairage comprenant un module d'émission de lumière comportant une face de montage sur laquelle sont montés des moyens électroluminescents aptes à émettre un flux lumineux, ladite face de montage dudit module d'émission de lumière étant couplée à un module de diffusion de lumière comportant une lentille en matériau plein translucide disposée sur le trajet dudit flux lumineux émis par lesdits moyens électroluminescents, ladite lentille ayant un axe de symétrie de révolution et io comprenant une face arrière convexe comportant un logement destiné à recevoir lesdits moyens électroluminescents et une face avant plane opposée comportant une structure apte à diffuser ledit flux lumineux émis par lesdits moyens électroluminescents. Un tel dispositif d'éclairage est bien connu de l'homme du métier, 15 notamment par l'exemple qu'en donne le document de brevet WO 00/24062, qui décrit la mise en oeuvre, en tant que source de lumière, d'une diode électroluminescente, ou LED, acronyme du terme anglais « Light Emitting Diode », associée à une lentille constituant un collimateur pour cette diode et permettant de diffuser le flux lumineux émis par la diode. 20 Le dispositif d'éclairage divulgué dans ce document n'est toutefois pas approprié à la mise en oeuvre d'une source de lumière comprenant une pluralité de diodes électroluminescentes. En effet, la mise en oeuvre de plusieurs diodes électroluminescentes implique d'utiliser le même nombre de lentilles que le nombre de diodes électroluminescentes destinées à constituer la source de 25 lumière du dispositif d'éclairage, ce qui est préjudiciable à la fois à son coût de fabrication et à son encombrement. Aussi, la présente invention a pour but de fournir un dispositif d'éclairage utilisant des diodes électroluminescentes, qui soit moins coûteux à fabriquer, compact et, au surplus, qui soit capable de procurer une excellente uniformité 30 d'éclairement.
A cette fin, le dispositif d'éclairage de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que lesdits moyens électroluminescents comprennent une pluralité de diodes électroluminescentes disposées régulièrement en périphérie de ladite face de montage selon un cercle et en ce que ladite lentille est formée d'un seul corps monobloc à symétrie de révolution, engendré par la révolution autour dudit axe de symétrie de révolution de ladite lentille, d'un paraboloïde de révolution d'axe de révolution parallèle audit axe de symétrie de révolution de ladite lentille, ledit logement se présentant sous la forme d'une rainure circulaire io centrée autour dudit axe de symétrie de révolution de ladite lentille. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la disposition particulière sur un même diamètre d'une pluralité de diodes électroluminescentes sur ladite face de montage recevant ladite lentille, associée à la forme générale de celle-ci, qui permet non seulement l'utilisation 15 d'une seule et même lentille avec ladite pluralité de diodes électroluminescentes, mais aussi de diffuser la lumière produite par ladite pluralité de diodes électroluminescentes à travers ladite lentille avec un diagramme d'émission en termes d'intensité lumineuse remarquablement constant sur une plage angulaire donnée, quel que soit le nombre de diodes 20 électroluminescentes utilisées, compris entre un nombre minimal, par exemple cinq, et un nombre maximal, par exemple vingt. De la sorte, on obtient des dispositifs d'éclairage aptes à générer une forte intensité lumineuse avec un diagramme de diffusion optimale et ce, avec un nombre de composants réduit par rapport aux dispositifs connus de l'état de la technique. 25 Avantageusement, ladite lentille comprend en outre des moyens de centrage sur ladite face de montage aptes à assurer un montage concentrique desdites diodes électroluminescentes et de ladite lentille sur ladite face de montage. De préférence, les moyens de centrage comprennent un pion de centrage 30 aligné avec ledit axe de symétrie de révolution de ladite lentille, s'étendant vers l'intérieur de ladite lentille depuis ladite face avant plane de ladite lentille en direction de ladite face de montage, ladite face de montage comprenant un évidement réalisé au centre dudit cercle selon lequel sont disposées lesdites diodes électroluminescentes, ledit évidement étant apte à recevoir ledit pion de centrage. Avantageusement, le fond de ladite rainure circulaire formant logement peut comprendre une surface convexe située en regard de ladite pluralité de 5 diodes électroluminescentes. Avantageusement encore, ladite rainure circulaire formant logement peut comprendre des bords latéraux sensiblement divergents en éloignement de ladite surface convexe. Selon une autre caractéristique préférentielle, le diamètre dudit io paraboloïde de révolution peut être choisi sensiblement égal au rayon de ladite rainure circulaire formant logement. Ladite face avant plane de ladite lentille peut comprendre une structure du type en nid d'abeilles. Une telle structure est particulièrement avantageuse en vue de pouvoir moyenner l'intensité du flux lumineux sortant à travers la face 15 avant plane de la lentille. De préférence, le dispositif d'éclairage peut comprendre entre 5 et 20 diodes électroluminescentes. L'invention concerne également une lentille en matériau plein translucide comprenant un axe de symétrie de révolution et comportant une face arrière 20 convexe comprenant un logement apte à recevoir des moyens électroluminescents et une face avant plane opposée comportant une structure apte à diffuser le flux lumineux émis par lesdits moyens électroluminescents, ladite lentille étant caractérisée en ce qu'elle est formée d'un seul corps monobloc à symétrie de révolution, engendré par la révolution autour dudit axe 25 de symétrie de révolution de ladite lentille, d'un paraboloïde de révolution d'axe de révolution parallèle audit axe de symétrie de révolution de ladite lentille, ledit logement se présentant sous la forme d'une rainure circulaire centrée autour dudit axe de symétrie de révolution de la dite lentille, moyennant quoi ledit logement est apte à recevoir une pluralité de diodes électroluminescentes 30 disposées en cercle. La lentille peut comprendre avantageusement un pion de centrage aligné avec ledit axe de symétrie de révolution de ladite lentille, s'étendant depuis ladite face avant plane de ladite lentille vers l'intérieur de ladite lentille, ledit pion de centrage étant apte à coopérer avec un évidement réalisé sur une face de montage sur laquelle sont aptes à être disposées lesdites diodes électroluminescentes, de manière à assurer un centrage de ladite lentille sur ladite face de montage lors de leur couplage. Avantageusement, le fond de ladite rainure circulaire formant logement 5 peut comprendre une surface convexe. Avantageusement encore, ladite rainure circulaire formant logement peut comprendre des bords latéraux sensiblement divergents en éloignement de ladite surface convexe. De préférence, le diamètre dudit paraboloïde de révolution est choisi io sensiblement égal au rayon de ladite rainure circulaire formant logement. De préférence, la lentille est formée en PMMA. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins 15 annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif d'éclairage conforme à l'invention; - la Figure 2 est une vue schématique en perspective coupée du dispositif d'éclairage illustré sur la figure 1; 20 - la Figure 3 est une vue en coupe en deux dimension de la partie lentille du dispositif d'éclaire conforme à l'invention ; - la Figure 4 est une vue détaillée de la face plane avant de la lentille; - la Figure 5 est une vue schématique du diagramme d'intensité lumineuse du dispositif d'éclairage domestique conforme à l'invention; 25 Les Figures 1 et 2 illustrent, respectivement en perspective et en perspective coupée, un dispositif d'éclairage 10 conforme à l'invention. Le dispositif d'éclairage 10 comprend un module d'émission de lumière 20. Le module d'émission de lumière 20 comprend une carte de circuit imprimé, se présentant sous la forme d'une plaque isolante de forme sensiblement 30 circulaire, sur une face de laquelle, appelée face de montage 22, est formé un motif de câblage utilisé pour monter une pluralité de diodes électroluminescentes 23 destinées à être montée sur la face de montage.
Selon l'invention, les diodes électroluminescentes 23 sont prévues pour être disposée régulièrement en périphérie de la face de montage 22, selon un cercle de rayon R1. On choisit par exemple R1 égal à 20 mm. On peut choisir des diodes électroluminescentes émettant un flux lumineux supérieur à 50 lumens, par exemple de 120 lumens. On choisit de préférence un nombre de diodes électroluminescentes compris entre cinq et vingt. Selon une autre caractéristique de l'invention, une unique lentille 30, en matériau plein translucide et d'axe de symétrie de révolution Z, est destinée à être couplée au module d'émission de lumière 20, pour diffuser le flux lumineux io émis par la pluralité de diodes électroluminescentes 23 montées en cercle sur la face de montage 22. La lentille est réalisée en matière plastique, par exemple en polyméthacrylate de méthyle ou PMMA. La lentille 30 présente une configuration particulière, en ce qu'elle est formée d'un seul corps monobloc à symétrie de révolution, engendré par la 15 révolution autour de l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille, d'un paraboloïde de révolution d'axe de révolution Z' parallèle à l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille. Le corps monobloc de la lentille 30 présente ainsi une structure annulaire continue centrée autour de l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille, dont 20 la section radiale axiale correspond à une aire de parabole d'axe Z' parallèle à l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille. Cette section radiale axiale est en outre délimitée par deux plans perpendiculaires à l'axe Z', respectivement un plan inférieur P1 et un plan supérieur P2, le plan inférieur P1 délimitant l'aire de parabole sensiblement à proximité du sommet de la parabole. 25 Selon cette configuration, la structure annulaire continue comprend donc une face convexe 31, tronquée du côté du sommet de la parabole, qui constitue la face arrière de la lentille 30, et une face plane opposée 32, qui constitue la face avant de la lentille 30. La face avant plane 32 de la lentille 30 est illustrée plus en détail à la 30 figure 4 et comporte une structure apte à diffuser le flux lumineux émis par les diodes électroluminescentes. Il s'agit par exemple d'une structure du type en nid d'abeilles, permettant avantageusement de moyenner l'intensité du flux lumineux sortant à travers la face avant de la lentille.
La face arrière convexe 31 de la lentille 30 comporte un logement 33 destiné à recevoir les diodes électroluminescentes 23, lorsque la lentille 30 est couplée au module d'émission de lumière 20. Le logement 33 se présente plus précisément sous la forme d'une rainure circulaire centrée autour de l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille. Cette rainure circulaire est réalisée dans l'épaisseur de la structure annulaire au niveau de la section de l'aire de parabole avec le plan inférieur P1 et est centrée sur l'axe Z'. Elle possède un rayon R2, égal au rayon R1 du cercle sur lequel sont disposées les diodes électroluminescentes 23 sur la face de montage 22. Le rayon R2 correspond à io la distance entre les axes Z et Z'. Le couplage de la lentille 30 avec le module d'émission de lumière 20 est obtenu en appliquant la lentille 30 contre la face de montage 22, la convexité de la lentille 30 étant alors tournée vers la face de montage 22. La face de montage 22 du module d'émission de lumière sert ainsi de support à la lentille 15 30. Plus précisément, la lentille 30 est placée sur la face de montage 22, de sorte que l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille 30 soit perpendiculaire au plan formé par la face de montage 22 et passe par le centre O du cercle formé par les diodes électroluminescentes 23 sur la face de montage 22. De cette façon, les diodes électroluminescentes 23 montées sur la face de 20 montage 22 sont précisément logées dans la rainure circulaire 33 de la lentille 30 lorsque cette dernière est appliquée contre la face de montage. De façon avantageuse, pour veiller à assurer un montage concentrique précis des diodes électroluminescentes 23 et de la lentille 30 sur la face de montage 22, la lentille 30 est pourvue d'un pion de centrage 34 aligné avec 25 l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille. Ce pion de centrage 34 s'étend vers l'intérieur de la lentille depuis la face avant 32 de la lentille en direction de la face de montage 22, cette dernière comprenant un évidement 24 apte à recevoir le pion de centrage, réalisé au niveau du centre O du cercle selon lequel sont disposées les diodes électroluminescentes 23. 30 D'autres particularités de la lentille selon l'invention vont maintenant être décrites en référence à la figure 3, illustrant une vue en coupe en deux dimension de la lentille 30, dont les éléments déjà décrits en référence aux figures 1 et 2 portent les mêmes références.
En particulier, le diamètre D du paraboloïde de révolution dont la révolution autour de l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille définit la structure annulaire continue de la lentille, doit être de préférence sensiblement égal au rayon R2 de la rainure circulaire formant logement 33. Le rayon R2 est par exemple choisi égal à 20 mm. La rainure circulaire destinée à recevoir les diodes électroluminescentes est de préférence délimitée en son fond par une surface convexe 33a, située en regard de ladite pluralité de diodes électroluminescentes lorsque la lentille 30 est couplée au module d'émission de lumière. La surface convexe 33a est définie de manière à pouvoir dévier les io rayons lumineux émis par les diodes électroluminescentes parallèlement à l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille. En outre, la rainure circulaire est de préférence dotée de deux bords latéraux 33b, 33c sensiblement divergents en éloignement de la surface convexe 33a et formant ainsi un évasement A vers l'extérieur de ladite lentille 30 en direction de la face de montage 22. Les deux 15 bords latéraux 33b et 33c forment par exemple un angle de 4° entre eux. De manière avantageuse, un tel évasement est apte à pouvoir dévier les rayons lumineux émis par les diodes électroluminescentes de façon appropriée vers la face arrière convexe 31 de la lentille 30. La forme de cette dernière, qui définit en coupe une courbe moyenne parabolique entre les deux plans inférieur et 20 supérieur P1 et P2, est en effet définie de sorte que pour un angle d'incidence donnée, les rayons émis par les diodes électroluminescentes logées dans la rainure circulaire soient réfléchis parallèlement à l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille. La figure 3 montre ainsi de manière schématique par des flèches le 25 chemin optique suivi dans le plan en deux dimensions par le flux lumineux produit par une diode électroluminescente logée dans la rainure circulaire formant logement 33. Grâce aux caractéristiques précédemment définies de la lentille 30, ce flux lumineux est ainsi converti par la lentille 30 en un faisceau de rayons lumineux parallèles à l'axe de symétrie de révolution Z de la lentille 30 et 30 parallèles entre eux, par le jeu des déviations au travers de la surface convexe 33a et des bords latéraux 33b et 33c de la rainure circulaire et des réflexions sur la face arrière convexe 31 de la lentille 30. Cela est vrai pour toutes les diodes électroluminescentes 23 logées dans la rainure circulaire formant logement 33. Aussi, La lentille 30 constitue un collimateur pour la pluralité de diodes électroluminescentes du module de diffusion de lumière, de sorte que les flux lumineux produits par les diodes électroluminescentes sont quasiment exclusivement orientés vers la face avant plane 32 de la lentille 30, au travers de laquelle ils sont diffusés vers l'extérieur de la lentille selon un angle donné.
On se reportera à la figure 5, illustrant graphiquement sous forme de diagramme polaire, un exemple des valeurs d'intensité lumineuse exprimées en candelas (cd) dans diverses directions autour du dispositif d'éclairage selon l'invention, selon un mode particulier de mise en oeuvre où le dispositif d'éclairage comporte 10 diodes électroluminescentes aptes à générer chacune io un flux lumineux de 120 lm. La configuration particulière du dispositif d'éclairage de l'invention permet avantageusement d'obtenir avec une même lentille et ce, quel que soit le nombre de diodes électroluminescentes comprise par exemple entre cinq et vingt, une même distribution en intensité lumineuse dans les diverses directions 15 considérées. Autrement dit, grâce à la disposition des diodes électroluminescentes sur un même diamètre et à la forme de la lentille telle que décrite plus haut, les flux lumineux produits par les diodes électroluminescentes ont, dans une direction donnée, une même intensité lumineuse, quel que soit le nombre de diodes électroluminescentes que comporte le dispositif d'éclairage 20 dans des limites comprises par exemple entre cinq et vingt diodes.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage comprenant un module d'émission de lumière (20) comportant une face de montage (22) sur laquelle sont montés des moyens électroluminescents aptes à émettre un flux lumineux, ladite face de montage (22) dudit module d'émission de lumière (20) étant couplée à un module de diffusion de lumière comportant une lentille (30) en matériau plein translucide disposée sur le trajet dudit flux lumineux émis par lesdits moyens électroluminescents, ladite lentille (30) ayant un axe de symétrie de révolution io (Z) et comprenant une face arrière convexe (31) comportant un logement (33) destiné à recevoir lesdits moyens électroluminescents et une face avant plane (32) opposée comportant une structure apte à diffuser ledit flux lumineux émis par lesdits moyens électroluminescents, ledit dispositif étant caractérisé en ce que lesdits moyens is électroluminescents comprennent une pluralité de diodes électroluminescentes (23) disposées régulièrement en périphérie de ladite face de montage (22) selon un cercle et en ce que ladite lentille (30) est formée d'un seul corps monobloc à symétrie de révolution, engendré par la révolution autour dudit axe de symétrie de révolution (Z) de ladite lentille (30), d'un paraboloïde de 20 révolution d'axe de révolution (Z') parallèle audit axe de symétrie de révolution (Z) de ladite lentille (30), ledit logement (33) se présentant sous la forme d'une rainure circulaire centrée autour dudit axe de symétrie de révolution de ladite lentille. 25
- 2. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lentille (30) comprend en outre des moyens de centrage sur ladite face de montage (22) aptes à assurer un montage concentrique desdites diodes électroluminescentes (23) et de ladite lentille (30) sur ladite face de montage (22). 30
- 3. Dispositif d'éclairage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de centrage comprennent un pion de centrage (34) aligné avec ledit axe de symétrie de révolution (Z) de ladite lentille (30), s'étendant vers l'intérieur de ladite lentille depuis ladite face avant plane (32) de ladite lentille 15 20en direction de ladite face de montage (22), ladite face de montage comprenant un évidement (24) réalisé au centre (0) dudit cercle selon lequel sont disposées lesdites diodes électroluminescentes (23), ledit évidement étant apte à recevoir ledit pion de centrage (34).
- 4. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond de ladite rainure circulaire formant logement (33) comprend une surface convexe (33a) située en regard de ladite pluralité de diodes électroluminescentes (23).
- 5. Dispositif d'éclairage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite rainure circulaire formant logement (33) comprend des bords latéraux (33b 33c) sensiblement divergents en éloignement de ladite surface convexe (33a).
- 6. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre (D) dudit paraboloïde de révolution est sensiblement égal au rayon (R2) de ladite rainure circulaire formant logement (33).
- 7. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite face avant plane (32) de ladite lentille comprend une structure du type en nid d'abeilles. 25
- 8. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend entre 5 et 20 diodes électroluminescentes (23).
- 9. Lentille (30) en matériau plein translucide comprenant un axe de 30 symétrie de révolution (Z) et comportant une face arrière convexe (31) comprenant un logement (33) apte à recevoir des moyens électroluminescents et une face avant plane (32) opposée comportant une structure apte à diffuser le flux lumineux émis par lesdits moyens électroluminescents, ladite lentille (30) étant caractérisée en ce qu'elle est formée d'un seul corps monobloc à 25symétrie de révolution, engendré par la révolution autour dudit axe de symétrie de révolution (Z) de ladite lentille (30), d'un paraboloïde de révolution d'axe de révolution (Z') parallèle audit axe de symétrie de révolution de ladite lentille, ledit logement (33) se présentant sous la forme d'une rainure circulaire centrée autour dudit axe de symétrie de révolution de la dite lentille, moyennant quoi ledit logement (33) est apte à recevoir une pluralité de diodes électroluminescentes (23) disposées en cercle.
- 10. Lentille selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend io en outre un pion de centrage (34) aligné avec ledit axe de symétrie de révolution (Z) de ladite lentille, s'étendant depuis ladite face avant plane (32) de ladite lentille vers l'intérieur de ladite lentille, ledit pion de centrage (34) étant apte à coopérer avec un évidement (24) réalisé sur une face de montage (22) sur laquelle sont aptes à être disposées lesdites diodes électroluminescentes 15 (23), de manière à assurer un centrage de ladite lentille (23) sur ladite face de montage (22) lors de leur couplage.
- 11. Lentille selon l'une quelconque des revendications 9 à 10, caractérisée en ce que le fond de ladite rainure circulaire formant logement (33) 20 comprend une surface convexe (33a).
- 12. Lentille selon la revendication 11, caractérisée en ce que ladite rainure circulaire formant logement (33) comprend des bords latéraux (33b, 33c) sensiblement divergents en éloignement de ladite surface convexe (33a).
- 13. Lentille selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisée en ce que le diamètre (D) dudit paraboloïde de révolution est sensiblement égal au rayon (R2) de ladite rainure circulaire formant logement (33). 30
- 14. Lentille selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisée en ce que ladite face avant plane (32) de ladite lentille comprend une structure du type en nid d'abeilles.
- 15. Lentille selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisée en ce que ladite lentille est formée en PMMA.
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|---|---|---|---|---|
| WO2004066002A1 (fr) * | 2003-01-24 | 2004-08-05 | Fraen Corporation S.R.L. | Bloc optique multi-elements pour dispositif d'eclairage a del, et dispositif d'eclairage rouge comprenant un tel ensemble optique |
| DE102004004778A1 (de) * | 2004-01-30 | 2005-09-08 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Leuchtdioden-Beleuchtungsmodul und strahlungsformende optische Einrichtung für ein Leuchtdioden-Beleuchtungsmodul |
| WO2009110011A1 (fr) * | 2008-03-03 | 2009-09-11 | Datasensor S.P.A. | Système optique pour mélanger la lumière émise par une pluralité de sources de lumière |
-
2010
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| WO2004066002A1 (fr) * | 2003-01-24 | 2004-08-05 | Fraen Corporation S.R.L. | Bloc optique multi-elements pour dispositif d'eclairage a del, et dispositif d'eclairage rouge comprenant un tel ensemble optique |
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