FR3041062A1 - Corps lumineux, lampe comprenant un tel corps lumineux et dispositif lumineux comprenant une telle lampe - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un corps lumineux, notamment pour véhicule automobile, comportant une pluralité de faces (1a, 1b, 1c), le corps lumineux comportant au moins une source lumineuse à semi-conducteurs sur une première desdites faces et au moins une source lumineuse à semi-conducteurs sur une deuxième desdites faces, lesdites sources lumineuses à semi-conducteur comprenant une pluralité de bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques formant des zones émettrices (10a, 10b, 10c) de forme allongée, les faces (1a, 1b, 1c) étant agencées de sorte que les normales à chaque face sont orientées dans des sens différents. L'invention concerne également une lampe comprenant un tel corps lumineux et un dispositif lumineux comprenant une telle lampe.

Description

Corps lumineux, lampe comprenant un tel corps lumineux et dispositif lumineux comprenant une telle lampe
La présente invention concerne corps lumineux, une lampe comprenant un tel corps lumineux et un dispositif lumineux comprenant une telle lampe. Elle trouvera ses applications dans le domaine des véhicules automobiles, notamment pour générer des faisceaux de croisement ou de route.
Dans le monde automobile, on trouve conventionnellement dans les dispositifs lumineux des lampes alimentées électriquement comme source de lumière. Ces lampes comprennent un corps lumineux, un support mécanique, des connexions électriques et dans la majorité des cas une enveloppe transparente de protection.
Dans ce domaine, il est connu de longue date d’utiliser des ampoules, dites halogènes, présentant une forme allongée caractéristique. Elles sont notamment connues sous les appellations H1, H4 ou H7, entre autres. Leur corps lumineux est un filament incandescent. On entend par filament incandescent un fil métallique formant une hélice à spires serrées non jointives dont l’enveloppe de la projection sur un plan du faisceau qu’il émet est un parallélogramme. Lorsque le filament est parcouru par un courant électrique, le corps lumineux est modélisé par un émetteur lambertien cylindrique de révolution.
En raison de la nature incandescente de leur filament, de telles lampes présentent notamment l’inconvénient d’une forte consommation de courant et de dégager une très grande quantité de chaleur. Il est alors difficile d’utiliser n’importe quelle matière plastique dans la constitution dans la lampe.
Il a déjà été tenté de les remplacer par des lampes utilisant d’autres technologies, notamment par des lampes à diodes électroluminescentes. De telles lampes présentent aujourd’hui une apparence très différente des ampoules halogènes, notamment par la distribution des diodes planaires à employer si l’on souhaite disposer d’une optique enveloppante, c'est-à-dire d’une optique pour laquelle l’angle solide sous lequel est vue la source lumineuse par l’optique est supérieur à 2π sr. Elles posent également des problèmes d’intégration du système électronique de contrôle qui doit être utilisé pour activer les diodes. Elles rencontrent ainsi des difficultés d’acceptation par le marché et elles ne conviennent pas toujours pour venir en lieu et place de lampes halogène dans le cas d’un remplacement après-vente. L’invention a pour objectif de pallier au moins partiellement les inconvénients évoqués plus haut et propose à cette fin un corps lumineux, notamment pour véhicule automobile, comportant au moins une pluralité de faces, éventuellement en contact entre elles, le corps lumineux comportant au moins une source lumineuse à semi-conducteurs sur une première desdites faces et au moins une source lumineuse à semi-conducteurs sur une deuxième desdites faces, lesdites sources lumineuses à semi-conducteur comprenant une pluralité de bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques formant des zones émettrices de forme allongée, les faces étant agencées de sorte que les normales à chaque face sont orientées dans des sens différents, pour les premières et second faces au moins.
Comme dans le cas d’un filament, la projection orthogonale sur un plan desdites sources est située à l’intérieur d’un parallélogramme. Plus le nombre de faces sera important, en tendant vers le cercle, plus l’on se rapprochera de la simulation d’un filament. On obtient de la sorte l’éclairage souhaité. Par la configuration allongée des zone émettrices, ledit système d’éclairage permet en outre de se rapprocher de l’effet et de la forme des ampoules halogènes connues.
Selon des caractéristiques complémentaires de l’invention, qui pourront être prises ensemble ou séparément : - le corps lumineux comprend au moins trois faces, - chaque face comprend au moins une source lumineuse à semi-conducteurs, la ou lesdites sources lumineuses à semi-conducteur comprenant une pluralité de bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques formant des zones émettrices de forme allongée, - un rectangle de surface minimale entourant la zone émettrice de chaque face est plus long que large, - le ratio largeur / longueur du rectangle est Va, - la longueur du rectangle s’étend dans un sens longitudinal du corps lumineux, - les sources lumineuses sont de tailles identiques, - les zones émettrices de lumière sont de formes identiques, - lesdits bâtonnets électroluminescents sont agencés de manière à former au moins une première surface et une deuxième surface activables sélectivement, - ledit corps lumineux comprend un ou plusieurs substrats de croissance desdites sources lumineuses, - le ou lesdits substrat présentant une configuration allongée, - chacun desdits substrats est disposé sur l’une desdites faces. L’invention concerne également une lampe pour véhicule automobile comprenant un corps lumineux tel que décrit plus haut.
Selon des caractéristiques complémentaires de l’invention, qui pourront être prises ensemble ou séparément : - ladite lampe comprend une armature de support du corps lumineux, placée entre les faces dudit corps lumineux, - ladite armature de support comprend un dissipateur thermique, - ladite armature de support comprend des pistes d’alimentation desdites sources lumineuses, - ladite lampe comprend une partie d’extrémité formant un culot, - ladite partie d’extrémité comprend des connecteurs électriques d’alimentation dudit corps lumineux, - ladite lampe comprend en outre au moins un convertisseur de puissance, configuré pour l’alimentation dudit corps lumineux, - ledit convertisseur de puissance est situé dans le culot, - ladite lampe comprend en outre un moyen de commande du corps lumineux, - ladite lampe comprend un bulbe de protection du corps lumineux. L’invention concerne encore un dispositif lumineux comprenant au moins une lampe tel que décrite plus haut. Ledit dispositif lumineux pourra comprendre en outre une alimentation électrique apte à alimenter électriquement ladite lampe de sorte qu’elle émette de la lumière. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 illustre de façon schématique, en perspective un exemple de corps lumineux et de lampe conforme à l’invention, - la figure 2 est une coupe transversale d’après la figure 1, - la figure 3 illustre de façon partielle et schématique l’une des faces de la lampe de la figure 1, - la figure 4 illustre de façon schématique, en vue de côté, un autre exemple de réalisation d’une lampe conforme à l’invention.
Comme illustré aux figures 1 et 2, l’invention concerne un corps lumineux, notamment pour véhicule automobile. Elle a en particulier pour vocation de proposer des corps lumineux pouvant s’intégrer dans des ampoules au format similaire ou proche du format des lampes du type H1, H4 ou H7 dont la forme allongée est caractéristique.
Ledit corps lumineux comporte une pluralité de faces 1a, 1b, 1c. Lesdits faces sont ici en contact par une arrête commune 2, orientée selon un axe longitudinale 4 dudit corps lumineux. Lesdites faces sont préférentiellement allongées dans le sens dudit axe longitudinale 4 du corps lumineux.
Ledit corps lumineux présente avantageusement une configuration cylindrique présentant une section droite polygonale, ici triangulaire. Il présente de la sorte trois faces, chacune parallèle audit axe longitudinale 4 du corps lumineux. Il pourra cependant présenter un plus grand nombre de faces. A l’inverse, dans une configuration dégénérée, il pourra présenter seulement deux faces opposées et parallèles. Autrement dit, les faces sont agencées de sorte que les normales à chaque face sont orientées dans des sens et/ou des directions différentes.
Le corps lumineux comporte au moins une source lumineuse 3 à semi-conducteurs sur une première face et au moins une source lumineuse 3 à semi-conducteurs sur une deuxième face. De préférence et comme illustré, il présente des sources lumineuses à semi-conducteurs 3 sur chacune des faces 1a, 1b, 1c.
Lesdites sources lumineuses 3 à semi-conducteur comprennent une pluralité de bâtonnets électroluminescents 6 de dimensions submillimétriques formant des zones émettrices 10a, 10b, 10c de forme allongée. Chaque bâtonnet 6 est ici symbolisé par un trait.
Lesdits bâtonnets s’étendent à partir d’un substrat de croissance 8 qui pourra être une couche de matériau, notamment de Si.
Lesdits bâtonnets 6 présentent une structure en couches concentriques, notamment en couches de GaN avec interposition de puits quantiques, lesdites couches étant générées depuis ledit substrat 8. La nature et la disposition des couches permettent l’émission de photons tout le long des bâtonnets.
Ledit substrat 8 et lesdits bâtonnets 6 sont formés par une ou plusieurs puces. A titre d’exemple, dans les puces connues utilisant une telle technologie, lesdits bâtonnets 6 présentent un diamètre de moins d’un micron pour une hauteur de l’ordre de quelques microns et sont espacés entre eux sur le substrat 8 d’une distance de l’ordre de 10 à 50 microns. Lesdits bâtonnets 6 sont avantageusement régulièrement répartis sur ledit substrat. La ou lesdites puces sont, notamment, de forme rectangulaire et les dimensions de leurs côtés sont de l’ordre du centimètre ou inférieure.
Chacune des zones émettrices pourra être formée d’une ou plusieurs puces, situées côté à côte. Lesdits bâtonnets 6 pourront être répartis sur ledit substrat 4 de chacune des puces de sorte que chacune des zones émettrices correspondent sensiblement la surface des puces associées et/ou de leur substrat.
Chacune desdites zones émettrices 10a, 10b, 10c pourra recouvrir la face 1a, 1b , 1c associée. Autrement dit, ici, ledit substrat 8 pourra recouvrir chacune desdites faces 1a, 1b, 1c. Encore autrement dit, chacune des faces 1a, 1b, 1c pourra être recouverte par une seule et même puce dont la taille correspond sensiblement à celle de la face correspondante ou par un ensemble de puces qui, combinées entre elles, occupent toute ladite face. Cela étant, la taille des faces, des zones émettrices, du ou des substrats et de la ou des puces pourront aussi ne pas correspondre. On pourra encore trouver plusieurs zones émettrices par face.
Les sources lumineuses pourront être de tailles identiques. Les zones émettrices de lumière pourront être de formes identiques.
On comprend que, selon l’invention, les sources lumineuses sont disposées à la surface et orientées vers l’extérieur d’un cylindre dont la section droite est un polygone, de préférence régulier. Le cas dégénéré de deux faces correspond à un parallélépipède dont l’une des dimensions est très faibles par rapport aux deux autres.
On peut de la sorte simuler l’éclairage offert par un filament, avec un corps lumineux présentant avantageusement une configuration allongé. En effet, comme dans le cas d’un filament, la projection orthogonale sur un plan desdites sources est située à l’intérieur d’un parallélogramme. A titre d’exemple, un rectangle de surface minimale entourant la zone émettrice 10a, 10b, 10c de chaque face est plus long que large, le ratio largeur / longueur du rectangle de la surface étant par exemple de 14 La longueur du rectangle s’étend dans un sens longitudinal 4 du corps lumineux.
Avantageusement, lesdits bâtonnets électroluminescents 6 sont agencés de manière à former au moins une première surface et une deuxième surface activables sélectivement.
Lorsque lesdites surfaces correspondent respectivement auxdites zones émettrices 10a, 10b, 10c, celles-ci pourront être allumées de façon sélective d’une face à l’autre.
De façon combinée ou de manière alternative à ce qui précède, lesdites surfaces pourront se trouver au sein d’une même desdites zone 10a, 10b, 10c. On pourra de la sorte allumer qu’une partie de la zone émettrice correspondante.
Ledit projecteur pourra encore comprendre un ou des phosphores, non illustrés, permettant de changer la couleur émise par lesdites sources lumineuses. Autrement dit, ledit système pourra comprendre un convertisseur de longueur d’onde. On entend par convertisseur de longueur d’onde un convertisseur de lumière comprenant au moins un matériau luminescent conçu pour absorber au moins une partie d’au moins une lumière d’excitation émise par une source lumineuse et pour convertir au moins une partie de ladite lumière d’excitation absorbée en une lumière d’émission ayant une longueur d’onde différente de celle de la lumière d’excitation. A titre d’exemple, pour émettre une lumière blanche, on utilisera des bâtonnets émetteur de lumière bleu ou UV avec un convertisseur de lumière pour obtenir par synthèse additive la lumière blanche. L’invention concerne également une lampe pour véhicule automobile comprenant un corps lumineux tel que décrit plus haut.
Comme illustré à la figure 2, ladite lampe comprend une armature de support 20 du corps lumineux. Ladite armature 20 est placée entre les faces 1a, 1b, 1c dudit corps lumineux. Ladite armature 20 présente avantageusement un profil identique à celui du corps lumineux, à savoir un profil cylindrique de section droite polygonale, ici triangulaire, les faces 21a, 21b , 21c du profil étant situées parallèlement aux faces 1a, 1b, 1c correspondantes dudit corps. Le substrat 8 desdites sources lumineuses est situé en vis-à-vis desdites faces 21a, 21b, 21c.
Ladite armature de support 20 pourra être formé d’un dissipateur thermique, notamment d’un conducteur métallique. Ladite armature 20 est de la sorte, par exemple, pleine. En variante et/ou en complément, elle pourra comprendre des caloducs.
Ladite armature de support comprend avantageusement des pistes d’alimentation desdites sources lumineuses, non illustrées, situées préférentiellement sur les faces 21a, 21 b, 21 c de ladite armature 20.
Lesdites pistes sont formées, notamment, par des cartes à circuits imprimés, non illustrées, par exemple rapporté sur une âme de ladite armature 20. La ou lesdites cartes sont disposées sur une face dudit substrat 8 opposée à une face portant lesdites sources lumineuses 2. Autrement dit, chaque carte à circuit imprimés, est empilée sous le ou les substrats 8 correspondant de manière à connecter électriquement lesdites bâtonnets 6 associés auxdites pistes. Ladite carte à circuit imprimés est, par exemple, un carte du type pcb, fpcb, mpcb, smi, selon les acronymes habituellement utilisés dans ce domaine.
Autrement dit, lesdites pistes sont situées entre lesdites faces 21a, 21b, 21c de l’armature de support 20 et le substrat 8 des sources lumineuses associées aux faces 1a, 1b, 1 c correspondante dudit corps lumineux.
Comme illustré à la figure 3, ladite lampe comprend avantageusement une partie d’extrémité 30 formant un culot. Ladite partie d’extrémité comprend des connecteurs électriques 32, 34, reliées audit corps lumineux. Lesdits connecteurs électriques 32, 34 sont pour cela, par exemple, relié par des fils électriques 36 aux pistes de chacune des faces de l’armature de support 20. A la figure 3, ladite armature 20 est directement visible, le corps lumineux n’ayant pas été illustré.
Ladite lampe comprend en outre au moins un convertisseur de puissance 38 (figure 1). Par convertisseur de puissance, on entend un dispositif de conversion d'une alimentation électrique issue d'un réseau d'alimentation électrique du véhicule en une alimentation électrique adaptée à la réalisation d'une fonction lumineuse souhaitée, et éventuellement à fournir ladite alimentation électrique adaptée à une source lumineuse pour la réalisation de ladite fonction lumineuse souhaitée. Ledit convertisseur 38 est préférentiellement situé dans le culot 30. Il est alimenté par lesdits connecteurs électriques 32, 34 et il est relié auxdits fil 36 alimentant les zones émettrices correspondant à chacune des faces du corps lumineux.
En variante, ledit convertisseur de puissance pourra également être situé dans ladite armature de support 20.
Ladite lampe pourra comprendre un moyen de commande du corps lumineux, non illustré, par exemple situé dans le culot 30 ou dans ladite armature de support 20. Ledit moyen de commande pourra être configuré pour assurer l’activation sélective desdites surfaces. Il pourra aussi être configuré pour faire un diagnostic de l’état des sources : marche, endommagées ou cassées.
Comme illustré à la figure 4, ladite lampe pourra comprendre un bulbe 40 de protection dudit corps lumineux. Il est, par exemple, assujetti audit culot 30. Il présente avantageusement une forme allongée enrobant ledit corps lumineux.
Ledit bulbe pourra présenter un revêtement 42 opacifiant à son extrémité opposé au culot 30.
Ledit bulbe 40 est éventuellement non étanche au gaz puisqu’il n’a pas à contenir d’atmosphère contrôlée. Il sera cependant préférentiellement étanche au liquide pour éviter tout court-circuit. Ledit bulbe 40 est formé, par exemple d’un matériau polymère. L’invention concerne encore un dispositif lumineux, en particulier un projecteur, comprenant au moins une lampe tel que décrite plus haut. Ledit dispositif lumineux pourra comprendre en outre une alimentation électrique apte à alimenter électriquement ladite lampe de sorte qu’elle émette de la lumière.

Claims (19)

  1. REVENDICATIONS
    1. Corps lumineux, notamment pour véhicule automobile, comportant une pluralité de faces (1a, 1b, 1c), le corps lumineux comportant au moins une source lumineuse (3) à semi-conducteurs sur une première desdites faces et au moins une source lumineuse (3) à semi-conducteurs sur une deuxième desdites faces, lesdites sources lumineuses (3) à semi-conducteur comprenant une pluralité de bâtonnets électroluminescents (6) de dimensions submillimétriques formant des zones émettrices (10a, 10b, 10c) de forme allongée, les faces (1a, 1b, 1c) étant agencées de sorte que les normales à chaque face sont orientées dans des sens différents.
  2. 2. Corps lumineux selon la revendication 1 dans lequel dans lequel le corps lumineux comprend au moins trois faces (1a, 1 b, 1 c).
  3. 3. Corps lumineux selon la revendication précédente dans lequel chaque face comprend au moins une source lumineuse (3) à semi-conducteurs, la ou lesdites sources lumineuses (3) à semi-conducteur comprenant une pluralité de bâtonnets électroluminescents (6) de dimensions submillimétriques formant des zones émettrices (10a, 10b, 10c) de forme allongée.
  4. 4. Corps lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel un rectangle de surface minimale entourant la zone émettrice de chaque face est plus long que large.
  5. 5. Corps lumineux selon la revendication précédentes dans lequel le ratio largeur / longueur dudit rectangle est 14
  6. 6. Corps lumineux selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6 dans lequel la longueur du rectangle s’étend dans un sens longitudinal du corps lumineux.
  7. 7. Corps lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel les sources lumineuses (3) sont de tailles identiques.
  8. 8. Corps lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel les zones émettrices de lumière (10a, 10b, 10c) sont de formes identiques.
  9. 9. Corps lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel lesdits bâtonnets électroluminescents (6) sont agencés de manière à former au moins une première surface et une deuxième surface activables sélectivement.
  10. 10. Lampe pour véhicule automobile comprenant un corps lumineux selon l’une quelconque des revendications précédentes
  11. 11. Lampe selon la revendication 10 comprenant en outre une armature (20) de support du corps lumineux, placée entre les faces (1a, 1b, 1c) dudit corps lumineux.
  12. 12. Lampe selon la revendication précédente dans lequel ladite armature (20) de support comprend un dissipateur thermique.
  13. 13. Lampe selon l’une quelconque des revendications 10 à 12 dans lequel ladite armature de support (20) comprend des pistes d’alimentation desdites sources lumineuses.
  14. 14. Lampe selon l’une quelconque des revendications 10 à 13 comprenant une partie d’extrémité (30) formant un culot, ladite partie d’extrémité comprenant des connecteurs électriques (32, 34) d’alimentation dudit corps lumineux.
  15. 15. Lampe selon l’une quelconque des revendications 10 à 14 comprenant en outre au moins un convertisseur de puissance (38), configuré pour l’alimentation dudit corps lumineux.
  16. 16. Lampe selon l’une quelconque des revendications 10 à 15 comprenant en outre un moyen de commande du corps lumineux.
  17. 17. Lampe selon l’une quelconque des revendications 10 à 16 comprenant un bulbe (40) de protection dudit corps lumineux.
  18. 18. Dispositif lumineux comprenant au moins une lampe selon l’une quelconque des revendications précédentes
  19. 19. Dispositif lumineux selon la revendication 18 comprenant en outre une alimentation électrique apte à alimenter électriquement ladite lampe de sorte qu’elle émette de la lumière.
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