FR3058500A1 - Source de lumiere a semi-conducteur et dispositif lumineux pour vehicule automobile comportant une telle source - Google Patents
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Abstract
Une source de lumière à semi-conducteur (l) comprend une pluralité d'éléments électroluminescents (8) de dimensions submillimétriques parmi lesquels on peut distinguer une série, selon une première direction (D1), de champs (34i,34j) d'éléments électroluminescents activables sélectivement, chaque champ présentant une forme de bande s'étendant selon une deuxième direction (D2). Au moins deux champs successifs de ladite série sont configurés pour former une zone de jonction (36) dans lequel au moins un prolongement d'un premier des deux champs à l'intérieur du deuxième des deux champs et un prolongement dudit deuxième des deux champs à l'intérieur dudit premier des deux champs forment un motif (48) d'imbrication des champs l'un dans l'autre, répété selon la deuxième direction (D2).
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 058 500 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) (© N° d’enregistrement national : 16 60856
COURBEVOIE © Int Cl8 : F21 S 41/00 (2017.01), B 60 Q 1/00
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
| ©) Date de dépôt : 09.11.16. | (® Demandeur(s) : VALEO VISION Société par actions |
| (® Priorité : | simplifiée — FR. |
| @ Inventeur(s) : ALBOU PIERRE, BRIAND GILLES, | |
| ROUCOULES CHRISTINE et SANCHEZ VANESA. | |
| (43) Date de mise à la disposition du public de la | |
| demande : 11.05.18 Bulletin 18/19. | |
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SOURCE DE LUMIERE A SEMI-CONDUCTEUR ET DISPOSITIF LUMINEUX POUR VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UNE TELLE SOURCE.
FR 3 058 500 - A1
Une source de lumière à semi-conducteur (I) comprend une pluralité d'éléments électroluminescents (8) de dimensions submillimétriques parmi lesquels on peut distinguer une série, selon une première direction (D1), de champs (34i,34j) d'éléments électroluminescents activables sélectivement, chaque champ présentant une forme de bande s'étendant selon une deuxième direction (D2).
Au moins deux champs successifs de ladite série sont configurés pour former une zone de jonction (36) dans lequel au moins un prolongement d'un premier des deux champs à l'intérieur du deuxième des deux champs et un prolongement dudit deuxième des deux champs à l'intérieur dudit premier des deux champs forment un motif (48) d'imbrication des champs l'un dans l'autre, répété selon la deuxième direction (D2).
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SOURCE DE LUMIERE A SEMI-CONDUCTEUR ET DISPOSITIF LUMINEUX POUR VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UNE TELLE
SOURCE
L’invention a trait au domaine de l’éclairage et/ou de la signalisation, notamment pour véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un dispositif optique comprenant une source de lumière et une optique associée, ainsi qu’un dispositif lumineux, pour l’éclairage et/ou la signalisation d’un véhicule automobile, et comprenant un tel dispositif optique.
Les véhicules automobiles sont équipés de divers projecteurs générant des faisceaux lumineux dédiés à des fonctions d’éclairage et/ou de signalisation spécifiques. De tels projecteurs comprennent classiquement un boîtier logeant un ou plusieurs modules optiques générateurs des faisceaux lumineux qui sont projetés hors du boîtier.
Un module optique pour projecteur automobile comprend dans sa généralité au moins une source lumineuse et des organes optiques, tels que des réflecteurs et/ou des guides de lumière, dirigeant la lumière produite par la ou les sources lumineuses vers la paroi transparente à travers laquelle sont projetés les faisceaux lumineux générés par le module optique. La ou les sources lumineuses sont sélectivement activables par des moyens de commande selon les besoins d’éclairage et/ou de signalisation du véhicule. La ou les sources lumineuses et le système optique associé sont configurés pour réaliser des fonctions d’éclairage et/ou de signalisation du véhicule, pour la plupart réglementées. Dans le cadre de la présente invention, il est plus spécifiquement, mais non exclusivement, à prendre en considération la fonction d’éclairage Code et la fonction d’éclairage Route.
Il existe désormais un besoin, dans le domaine de l'automobile, de pouvoir illuminer la route devant soi en mode éclairage route partiel, à savoir générer dans un faisceau route une ou plusieurs plages sombres correspondant aux endroits où sont présents des véhicules venant en sens inverse ou des véhicules roulant devant, de manière à éviter l'éblouissement des autres conducteurs tout en éclairant la route dans sa plus grande surface. Une telle fonction est appelée ADB (Adaptive Driving Beam en anglais) ou encore “faisceau sélectif’. Une telle fonction ADB consiste à d’une part détecter de façon automatique un usager de la route susceptible d’être ébloui par un faisceau d’éclairage émis en mode feux de route par un projecteur, et à d’autre part modifier le contour de ce faisceau d’éclairage de manière à créer une zone d’ombre à l’endroit où se trouve l’usager détecté. Les avantages de la fonction ADB sont multiples : confort d’utilisation, meilleure visibilité par rapport à un éclairage en mode feux de croisement, meilleure fiabilité pour le changement de mode, risque d’éblouissement fortement réduit, conduite plus sûre.
On connaît des modules lumineux pour la réalisation de faisceau sélectif dans lesquels des guides optiques sont disposés côte à côte, chacun étant illuminé par une source de lumière respective de sorte que le faisceau lumineux en sortie du module est découpé en portions de faisceaux élémentaires contigus que l’on peut éteindre ou allumer en fonction d’instructions de détection d’un véhicule à proximité.
La forme et la disposition des guides les uns par rapport aux autres dans un module d’un projecteur doivent être très précises pour d’une part pouvoir réaliser un faisceau intermédiaire en sortie de module qui soit homogène et lissé lorsque tous les segments sont allumés, et pour d’autre part pouvoir présenter un faisceau intermédiaire complémentaire du faisceau intermédiaire réalisé en sortie de l’autre projecteur.
Les sources de lumière sont de plus en plus fréquemment constituées par des diodes électroluminescentes, notamment pour des avantages d'encombrement et d'autonomie par rapport à des sources de lumière classiques. L'utilisation de diodes électroluminescentes dans les modules lumineux a permis en outre aux acteurs du marché (fabricant d’automobiles et concepteur de dispositifs lumineux) d'apporter une touche créative à la conception de ces dispositifs, notamment par l’utilisation d’un nombre toujours plus grand de ces diodes électroluminescentes pour réaliser des effets optiques.
L’invention vise à proposer une alternative à l’utilisation de différentes diodes électroluminescentes telle qu’elles viennent d’être présentées, afin notamment de réaliser une fonction d’éclairage matriciel qui ne présente ni de zone sombre ni de zone brillante entre deux segments consécutifs lorsqu’ils sont allumés simultanément. Dans ce contexte, l’invention a pour objet une source de lumière à semi-conducteur, notamment configurée pour émettre un faisceau global, qui comprend une pluralité d’éléments électroluminescents de dimensions submillimétriques parmi lesquels on peut distinguer une série, selon une première direction, de champs d’éléments électroluminescents activables sélectivement, chaque champ formant un pixel lumineux sous forme de bande s’étendant selon une deuxième direction, notamment configurée pour former une portion dudit faisceau global.
Selon l’invention, au moins deux champs successifs de ladite série sont configurés pour former une zone de jonction dans laquelle au moins un prolongement d’un premier des deux champs à l’intérieur du deuxième des deux champs et un prolongement dudit deuxième des deux champs à l’intérieur dudit premier des deux champs forment un motif d’imbrication des champs l’un dans l’autre, répété selon la deuxième direction.
Afin de dimensionner la zone de jonction de la source de lumière, on considère l’élément électroluminescent d’un premier pixel lumineux qui s’étend le plus à l’intérieur du pixel lumineux voisin, et l’élément électroluminescent de ce pixel lumineux voisin qui s’étend le plus à l’intérieur du premier pixel lumineux, et la zone de jonction est définie comme la bande incluant ces deux extrémités et s’étendant sensiblement selon la deuxième direction.
Selon différentes caractéristiques de l’invention, on pourra prévoir que :
- le motif est créé par une alternance, selon la deuxième direction, de prolongements, selon la première direction, d’un des deux champs dans l’autre au-delà de la ligne de démarcation ;
- la deuxième direction est sensiblement perpendiculaire à ladite première direction ;
- les éléments sont agencés sur la source en une matrice de lignes et colonnes ; chaque pixel lumineux comporte une pluralité de colonnes d’éléments ; le prolongement d’un des pixels lumineux successifs dans l’autre pixel lumineux est réalisé par des éléments d’une ou plusieurs colonnes disposées au-delà d’une ligne de démarcation théorique entre les deux champs ;
- selon la première direction, chaque champ d’éléments comporte une zone centrale et au moins une zone latérale au profil accidenté formant partie de la zone de jonction avec un champ d’éléments voisin comportant une zone latérale au profil accidenté complémentaire ;
- selon la deuxième direction, la densité et/ou la hauteur des éléments électroluminescents peut diminuer progressivement ; on comprend qu’en imagerie directe, ceci implique que l’intensité de l’image projetée diminue progressivement selon cette même direction, et on dispose la source de lumière relativement à une optique de projection de manière à ce que le faisceau projeté décroisse en intensité dans la zone projetée au sol proche du véhicule afin d’éviter l’éblouissement du conducteur ;
- la source présente au moins un pixel lumineux d’une forme sensiblement rectangulaire, dont au moins l’un des grands cotés présente un profil accidenté ;
- deux champs successifs d’éléments électroluminescents, formant pixels lumineux, comportent un nombre égal d’éléments s’étendant en prolongement dans l’autre champ d’éléments ; on comprend qu’il existe entre deux pixels lumineux successifs, dans leur zone de jonction, une ligne de démarcation médiane s’étendant selon la deuxième direction, telle que les deux pixels lumineux successifs comportent un nombre égal d’éléments s’étendant au-delà de la ligne de démarcation médiane en prolongement dans l’autre champ d’éléments ;
- la zone de jonction définie entre deux pixels lumineux successifs est reproduite selon la première direction entre chaque couple de pixels lumineux successifs ;
- le prolongement d’un champ d’éléments électroluminescents dans l’autre présente la forme d’une pointe formée par un nombre d’éléments diminuant progressivement en s’éloignant de la ligne de démarcation médiane ou du bord de la zone de jonction; par progressivement, on comprend que le nombre d’éléments disposés à une distance donnée de la ligne de démarcation ou du bord de la zone de jonction est de moins en moins grand, et préférentiellement avec un pas décroissant régulier au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la ligne de démarcation ou du bord de la zone de jonction, c’est-à-dire que l’on se rapproche de la partie centrale du pixel lumineux voisin ; de la sorte, lorsque l’on mesure un profil d’intensité lumineuse dans le faisceau projeté par le dispositif d’éclairage, on peut noter un profil d’intensité lumineuse d’un premier pixel lumineux qui diminue pas à pas, régulièrement, et un profil d’intensité lumineuse du pixel lumineux voisin qui augmente pas à pas, régulièrement, dans les mêmes proportions, de telle sorte que l’intensité lumineuse globale mesurée dans le faisceau au niveau de cette zone de jonction est sensiblement égale à celle mesurée dans le faisceau pour chacun des pixels hors de cette zone de jonction ;
- les pixels lumineux successifs présentent une luminance égale d’un champ d’éléments électroluminescents à l’autre ; notamment, la densité et la hauteur des éléments composant un des pixels de la source sont les mêmes que la densité et la hauteur des éléments du ou des pixels voisins, étant entendu qu’à l’intérieur d’un champ d’éléments, la densité et/ou la hauteur des éléments peut varier ;
- la zone de jonction comprend une partie de mélange dans laquelle le motif d’imbrication est répété et qui prolonge, selon ladite deuxième direction, au moins une partie de juxtaposition, sans imbrication des pixels lumineux l’un dans l’autre et dans laquelle les bords en regard des deux champs successifs sont alignés en définissant une ligne de démarcation droite entre les deux champs.
L’ensemble des éléments électroluminescents peut s’étendre à partir d’un même substrat, et ces éléments peuvent notamment être formés directement sur ce substrat. On peut prévoir que le substrat soit à base de Silicium ou de carbure de silicium. On comprend que le substrat est à base de silicium dès lors qu’il comporte majoritairement du silicium, par exemple au moins 50% et dans la pratique environ 99%. Ainsi, il est possible de réduire les coûts d’obtention du dispositif selon l’invention, puisque les plaques de silicium utilisées peuvent prendre une taille allant jusqu’à 12 pouces, contre au maximum 6 pouces pour le corindon utilisé précédemment dans de nombreuses diodes électroluminescentes planaires, dans lesquelles l’émission de rayons lumineux était générée par une couche disposée parallèlement au substrat.
Selon des caractéristiques propres à la constitution des éléments électroluminescents et à la disposition de ces éléments électroluminescents sur le substrat, chaque caractéristique pouvant être prise seule ou en combinaison avec les autres, on pourra prévoir que :
- chaque élément électroluminescent présente une forme générale cylindrique, notamment de section polygonale ; on pourra prévoir que chaque élément électroluminescent ait la même forme générale, et notamment une forme de cylindre à section hexagonale ;
- les éléments sont chacun délimités par une face terminale et par une paroi circonférentielle qui s’étend le long d’un axe longitudinal de l’élément électroluminescent définissant sa hauteur, la lumière étant émise au moins à partir de la paroi circonférentielle ; cette lumière pourrait également être émise par la face terminale ;
- chaque élément électroluminescent peut présenter une face terminale qui est sensiblement perpendiculaire à la paroi circonférentielle, et dans différentes variantes, on peut prévoir que cette face terminale est sensiblement plane ou bombée, ou pointue, en son centre ;
- les éléments sont agencés en matrice à deux dimensions, que cette matrice soit régulière, avec un espacement constant entre deux éléments électroluminescents successifs d’un alignement donné, ou que les éléments soient disposés en quinconce ; on comprend que dans ce cas de figure de matrice à deux dimensions, les éléments sont considérés comme disposés en rangées ;
- la hauteur d’un élément est comprise entre 1 et 10 micromètres ;
- la plus grande dimension de la face terminale est inférieure à 2 micromètres ;
- la distance qui sépare deux éléments électroluminescents immédiatement adjacents est au minimum égale à 2 micromètres, et au maximum égale à 100 micromètres.
Selon d’autres caractéristiques, on pourra prévoir que la source de lumière à semiconducteur comprenant une pluralité d’éléments électroluminescents de dimensions submillimétriques comporte en outre une couche d’un matériau polymère dans laquelle les éléments sont au moins partiellement noyés ; ce matériau polymère peut être à base de silicone, étant entendu que le matériau polymère est à base de silicone dès lors qu’il comporte majoritairement du silicone, par exemple au moins 50% et dans la pratique environ 99%. La coucbe de matériau polymère peut comprendre un luminophore ou une pluralité de luminophores susceptibles d’être excités par la lumière générée par au moins un de la pluralité d’éléments et formant moyen de conversion de longueur d’ondes. On entend par luminophore, ou convertisseur de lumière, la présence d’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. Ce luminophore, ou cette pluralité de luminophores, peut être au moins partiellement noyé dans la coucbe de matériau polymère ou bien disposé en surface de cette coucbe.
Selon une caractéristique de l’invention, les éléments de chacune des zones peuvent être alimentés à des intensités de courant différentes.
On pourra prévoir un système de contrôle de l’allumage distinct pour chacune des zones de la source de lumière.
L’invention concerne également un dispositif d’éclairage pour véhicule automobile, comprenant au moins une source de lumière telle qu’elle vient d’être présentée ci-dessus, et une optique de mise en forme de la lumière générée par la source de lumière.
Selon l’invention, l’optique de mise en forme peut comprendre une optique de projection de la lumière émise par la source de lumière à semi-conducteur. Cette optique de projection crée une image réelle, et éventuellement anamorpbosée, d’une partie du dispositif, par exemple la source elle-même ou un cache, ou d’une image intermédiaire de la source, à distance (finie ou infinie) très grande devant les dimensions du dispositif (d’un rapport de l’ordre d’au moins 30, de préférence 100). Cette optique de projection peut consister en un ou plusieurs réflecteurs, ou bien en une ou plusieurs lentille(s), ou bien un ou plusieurs guides de lumière, ou encore en une combinaison de ces possibilités.
Il est notable que les différents champs successifs d’éléments définissent une surface éclairante de la source de lumière dont le bord périphérique définit un contour du faisceau lumineux projeté par le dispositif d’éclairage.
L’optique de projection pourra être agencée pour présenter un foyer source non centré sur la source de lumière. Ceci permet notamment de projeter une image qui apparaît continue, en imagerie directe, sans nécessiter de prévoir un système de projection devant modifier l’image source avant d’être projetée. Ceci est particulièrement intéressant pour simplifier le dispositif proposé, notamment lorsqu’un muret opaque est disposé en saillie du substrat duquel s’étendent les éléments pour réaliser une pixellisation optique règlementaire.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’optique de projection comprend une ou plusieurs microstructures agencées parallèlement à la première direction.
Selon l’invention, on combine la configuration spécifique d’une source de lumière avec la répétition, selon la deuxième direction, d’un motif fait d’imbrications contrôlées d’éléments électroluminescents d’un champ à l’autre de la source de la lumière et la configuration spécifique d’une optique de projection avec des microstructures appropriées, la disposition et la forme de ces microstructures étant adaptées au pas du motif unitaire répété selon cette deuxième direction dans la zone de jonction. Les microstructures réalisées sur l’optique de projection, par exemple sur sa face de sortie orientée à l’opposé de la source de lumière, permettent de rendre floue l’image de la source de lumière et notamment l’image du motif, en projetant une tache plutôt que le motif lui-même.
Tel qu’il vient d’être décrit, le dispositif prend place dans un véhicule automobile, notamment dans un projecteur avant configuré pour la réalisation d’une fonction d’éclairage à faisceau sélectif, de type ADB, ou encore dans un dispositif d’éclairage intérieur dont le faisceau projeté dans l’habitacle est avantageusement sélectif, c’est-à-dire qu’une zone peut être sélectivement rendue sombre sans que l’éclairage des zones voisines soit impacté.
On applique selon l’invention au domaine automobile une technologie consistant à réaliser la zone émettrice de lumière par une forêt d’éléments électroluminescents de dimensions submillimétriques que l'on fait croître sur un substrat, pour réaliser une topologie en trois dimensions. On comprend que cette topologie en trois dimensions présente l'avantage de multiplier la surface d'émission lumineuse par rapport aux diodes électroluminescentes connues jusque-là dans le domaine de l’automobile, à savoir des diodes sensiblement planes. Et elle permet ici, par un raccordement électronique adéquat des éléments, d’agencer la source en différents champs agencés successivement et activables sélectivement, avec des extensions les uns dans les autres, pour réaliser notamment des éclairages matriciels avec une même source de lumière et une seule optique de projection.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels :
la figure 1 est une vue en coupe d’un dispositif selon l’invention, dans laquelle on a illustré une source de lumière à semi-conducteur comprenant des éléments électroluminescents, lesdits éléments n’étant pas représentés à l’échelle afin de les rendre visibles, ladite source étant orientée de sorte que les rayons émis par les éléments électroluminescents soient directement dirigés vers une optique de projection de la lumière générée par la source de lumière ;
la figure 2 est une représentation schématique en perspective d’une source de lumière à semi-conducteur selon un mode de réalisation de l’invention, ladite source de lumière comportant une pluralité d’éléments électroluminescents parmi lesquels on a rendu visible en coupe une rangée de ces éléments électroluminescents ;
la figure 3 est une vue en coupe d’un mode de réalisation particulier de l’invention, dans lequel on a illustré partiellement la source de lumière avec des éléments électroluminescents, ici deux, qui s’étendent en saillie d’un substrat en étant encapsulés dans une couche protectrice ;
la figure 4 est une représentation schématique, vue de face, d’une première disposition particulière d’éléments électroluminescents sur une source selon l’invention ;
la figure 5 est une représentation schématique, vue de face, d’une deuxième disposition particulière d’éléments électroluminescents sur une source selon l’invention ;
- et les figures 6a et 6b sont des représentations schématiques de profils d’intensité lumineuse mesurés dans le faisceau lumineux émis en sortie du dispositif selon l’invention, chaque profil étant respectivement issu de l’émission lumineuse par deux champs d’éléments électroluminescents successifs de la source de lumière de la figure 5, dans la zone de jonction de ces deux champs, les profils d’intensité lumineuse étant additionnés pour définir le profil d’intensité lumineuse global du faisceau lorsque les deux champs sont activés.
Un dispositif d’éclairage extérieur ou intérieur d’un véhicule automobile comporte une source de lumière 1, notamment logée dans un boîtier fermé par une glace et qui définit un volume interne de réception de cette source de lumière associée à une optique de projection 2 adaptée à imager à l’infini au moins une partie des rayons lumineux émis par la source de lumière.
Sur la figure 1, la source de lumière 1 est centrée sur l’axe optique 40 de la lentille formant l’optique de projection adaptée pour imager la source de lumière à l’extérieur du véhicule. La source de lumière 1 est orientée de sorte que les rayons qu’elle émet soient directement dirigés vers la lentille. Pour des raisons d’encombrement du dispositif lumineux par exemple, on pourra prévoir que la source de lumière n’émet pas principalement dans la direction de l’axe optique de la lentille, mais sensiblement perpendiculairement à celui-ci, et que les rayons soient déviés par un moyen optique de type réflecteur.
La source de lumière 1 comprend une pluralité d’éléments électroluminescents 8, de dimensions submillimétriques, disposés en une pluralité de champs successifs lOi (tel que visible sur la figure 4) activables sélectivement. Tel que cela sera décrit ci-après, les éléments électroluminescents sont raccordés électriquement par groupes et pour pouvoir être allumés en bandes distinctement les unes des autres. La densité et/ou la hauteur des éléments électroluminescents au sein d’un même champ, et à fortiori d’un champ à l’autre, peuvent être adaptées pour que la source de lumière présente des luminances distinctes d’une zone à l’autre.
On va dans un premier temps décrire la structure d’une source de lumière 1 à semiconducteur comportant des éléments électroluminescents de dimensions submillimétriques, sous forme de bâtonnets, notamment en se référant aux figures 2 et 3.
La source de lumière 1 comprend une pluralité de bâtonnets électroluminescents 8 de dimensions submillimétriques, que l’on appellera par la suite bâtonnets électroluminescents. Ces bâtonnets électroluminescents 8 prennent naissance sur un même substrat 10. Chaque bâtonnet électroluminescent, ici formé par utilisation de nitrure de gallium (GaN), s’étend perpendiculairement, ou sensiblement perpendiculairement, en saillie du substrat, ici réalisé à base de silicium, d’autres matériaux comme du carbure de silicium pouvant être utilisés sans sortir du contexte de l’invention. A titre d’exemple, les bâtonnets électroluminescents pourraient être réalisés à partir d’un alliage de nitrure d’aluminium et de nitrure de gallium (AlGaN), notamment pour une émission de rayons lumineux violet ou ultraviolet, ou à partir d’un alliage de Pbospbure d’indium, de Pbospbure de Gallium et de Pbospbure d’Aluminium (AllnGaP), notamment pour une émission de rayons lumineux orange ou rouge.
Sur la figure 2, le substrat 10 présente une face inférieure 12, sur laquelle est rapportée une première électrode 14, et une face supérieure 16, en saillie de laquelle s’étendent les ίο bâtonnets électroluminescents 8 et sur laquelle est rapportée une deuxième électrode 18. Différentes couches de matériaux sont superposées de part et d’autre du substrat, notamment après la croissance des bâtonnets électroluminescents depuis le substrat. Parmi ces différentes couches, on peut trouver un masque d’interconnexion, formé d’au moins une couche de matériau conducteur électriquement, afin de permettre l’alimentation électrique des bâtonnets. Cette couche est gravée de manière à relier entre eux les bâtonnets, l’allumage de ces bâtonnets pouvant alors être commandé simultanément par un module de commande ici non représenté. On pourra prévoir qu’au moins deux bâtonnets électroluminescents ou au moins deux groupes de bâtonnets électroluminescents de la source de lumière à semi-conducteur 1 sont agencés pour être allumés de manière distincte par l’intermédiaire d’un système de contrôle de l’allumage.
Les bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques s’étirent depuis le substrat et comportent, tel que cela est visible sur la figure 4, chacun un noyau 19 en nitrure de gallium, autour duquel sont disposés des puits quantiques 20 formés par une superposition radiale de couches de matériaux différents, ici du nitrure de gallium et du nitrure de galliumindium, et une coque 21 entourant les puits quantiques également réalisé en nitrure de gallium.
Chaque bâtonnet s’étend selon un axe longitudinal 22 définissant sa hauteur, la base de chaque bâtonnet étant disposée dans un plan 24 de la face supérieure 16 du substrat 10.
Les bâtonnets électroluminescents 8 de la source de lumière à semi-conducteur présentent avantageusement la même forme. Ces bâtonnets sont chacun délimités par une face terminale 26 et par une paroi circonférentielle 28 qui s’étend le long de l’axe longitudinal. Lorsque les bâtonnets électroluminescents sont dopés et font l’objet d’une polarisation, la lumière résultante en sortie de la source à semi-conducteur est émise principalement à partir de la paroi circonférentielle 28, étant entendu que l’on peut prévoir que de des rayons lumineux sortent également, au moins en petite quantité, à partir de la face terminale 26. Il en résulte que chaque bâtonnet agit comme une unique diode électroluminescente et que la densité des bâtonnets électroluminescents 8 améliore la luminance de cette source à semiconducteur.
La paroi circonférentielle 28 d’un bâtonnet 8, correspondant à la coquille de nitrure de gallium, est recouverte par une couche d’oxyde conducteur transparent (OCT) 29 qui forme l’anode de chaque bâtonnet complémentaire à la cathode formée par le substrat. Cette paroi circonférentielle 28 s’étend le long de l’axe longitudinal 22 depuis le substrat 10 jusqu’à la face terminale 26, la distance de la face terminale 26 à la face supérieure 16 du substrat, depuis laquelle prennent naissance les bâtonnets électroluminescents 8, définissant la hauteur de chaque bâtonnet. A titre d’exemple, on prévoit que la hauteur d’un bâtonnet électroluminescent 8 est comprise entre 1 et 10 micromètres, tandis que l’on prévoit que la plus grande dimension transversale de la face terminale, perpendiculairement à l’axe longitudinal 22 du bâtonnet électroluminescent concerné, soit inférieure à 2 micromètres.
Ces dimensions, données à titre d’exemple non limitatif, permettent notamment de démarquer une source de lumière à semi-conducteur comprenant des bâtonnets électroluminescent d’une source de lumière à diodes sensiblement planes telle qu’utilisée précédemment.
On comprend que, lors de la formation des bâtonnets 8, la hauteur peut être modifiée d’une source de lumière à l’autre, de manière à accroître la luminance de la source de lumière à semi-conducteur lorsque la hauteur est augmentée. La hauteur des bâtonnets peut également être modifiée au sein d’une unique source de lumière, de sorte qu’un groupe de bâtonnets peut avoir une hauteur, ou des hauteurs, différentes d’un autre groupe de bâtonnets, ces deux groupes étant constitutifs de la source de lumière à semi-conducteur comprenant des bâtonnets électroluminescents de dimensions submillimétriques.
La forme des bâtonnets électroluminescents 8 peut également varier d’un dispositif à l’autre, notamment sur la section des bâtonnets et sur la forme de la face terminale 26. Il a été illustré sur la figure 2 des bâtonnets électroluminescents présentant une forme générale cylindrique, et notamment de section polygonale, ici plus particulièrement hexagonale. On comprend qu’il importe que de la lumière puisse être émise à travers la paroi circonférentielle, que celle-ci présente une forme polygonale ou circulaire par exemple.
Par ailleurs, la face terminale 26 peut présenter une forme sensiblement plane et perpendiculaire à la paroi circonférentielle, de sorte qu’elle s’étend sensiblement parallèlement à la face supérieure 16 du substrat 10, tel que cela est illustré sur la figure 2, ou bien elle peut présenter une forme bombée ou en pointe en son centre, de manière à multiplier les directions d’émission de la lumière sortant de cette face terminale, tel que cela est illustré sur la figure 3.
Les bâtonnets électroluminescents 8 sont avantageusement agencés en matrice à deux dimensions, avec une pluralité de colonnes et de lignes de bâtonnets. On comprend que cet agencement pourrait être tel que les bâtonnets soient agencés en quinconce. De manière générale, les bâtonnets sont disposés à intervalles réguliers sur le substrat 10 et la distance de séparation de deux bâtonnets électroluminescents immédiatement adjacents, dans chacune des dimensions de la matrice, doit être au minimum égale à 2 micromètres, afin que la lumière émise par la paroi circonférentielle 28 de chaque bâtonnet 8 puisse sortir de la matrice de bâtonnets électroluminescents. Par ailleurs, on prévoit que ces distances de séparation, mesurées entre deux axes longitudinaux 22 de bâtonnets adjacents, ne soient pas supérieures à 100 micromètres.
La source de lumière 1 à semi-conducteur peut comporter en outre, tel qu’illustré sur la figure 3, une couche 30 d’un matériau polymère dans laquelle les bâtonnets électroluminescents 8 sont au moins partiellement noyées. La couche 30 peut ainsi s’étendre sur toute l’étendue du substrat ou seulement autour d’un groupe déterminé de bâtonnets électroluminescents 8. Le matériau polymère, qui peut notamment être à base de silicone, crée une couche protectrice qui permet de protéger les bâtonnets électroluminescents 8 sans gêner la diffusion des rayons lumineux. En outre, il est possible d’intégrer dans cette couche 30 de matériau polymère des moyens de conversion de longueur d’onde, et par exemple des luminophores, aptes à absorber au moins une partie des rayons émis par l’un des bâtonnets et à 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, étant entendu que dans le cas présent de l’invention, les bâtonnets sont configurés pour émettre des rayons lumineux de même longueur d’onde. On pourra prévoir indifféremment que les moyens de conversion de longueur d’onde sont noyés dans la masse du matériau polymère, ou bien qu’ils sont disposés en surface de la couche de ce matériau polymère.
La source de lumière peut comporter en outre un revêtement 32 de matériau réfléchissant la lumière qui est disposé entre les bâtonnets électroluminescents 8 pour dévier les rayons, initialement orientés vers le substrat, vers la face terminale 26 des bâtonnets électroluminescents 8. En d’autres termes, la face supérieure 16 du substrat 10 peut comporter un moyen réfléchissant qui renvoie les rayons lumineux, initialement orientés vers la face supérieure 16, vers la face de sortie de la source de lumière. On récupère ainsi des rayons qui autrement seraient perdus. Ce revêtement 32 est disposé entre les bâtonnets électroluminescents 8 sur la couche d’oxyde conducteur transparent 29.
Selon l’invention, la source de lumière 1 présente des bâtonnets électroluminescents 8 agencés et configurés pour former des champs successifs 34i, 34j sous forme de bandes, notamment visibles sur la figure 5.
Chaque champ est adressable sélectivement, c’est-à-dire qu’il peut être piloté indépendamment d’un champ voisin que ce soit en allumage et/ou en intensité lumineuse. Dans chacun de ces champs est disposée une pluralité de bâtonnets électroluminescents 8 de dimensions submillimétriques, les bâtonnets associés respectivement à chacun des champs étant connectés électriquement pour que les champs soient notamment activables sélectivement en allumage et/ou extinction.
Ces champs 34i, 34j sont disposés successivement en une série s’étendant selon une première direction Dl, et les bandes formées par chaque champ de bâtonnet s’étendent principalement selon une deuxième direction D2, avantageusement perpendiculaire à la première direction Dl.
Par forme de bande, on comprend qu’un champ 34i, 34j d’éléments électroluminescents 8 présente une forme sensiblement rectangulaire, avec des grands côtés parallèles à la deuxième direction D2 et des petits côtés parallèles à la première direction Dl. Selon l’invention, au moins l’un des grands cotés présente un profil partiellement accidenté.
Pour au moins deux champs de bâtonnets successifs, le grand côté d’un premier champ est jointif avec le grand côté du champ voisin et leurs profils accidentés sont complémentaires l’un de l’autre pour, sur une zone de jonction déterminée 36, être imbriqués l’un dans l’autre.
En d’autres termes, il peut être observé que, selon la première direction Dl, à savoir la direction de succession des bandes, chaque champ 34 d’éléments électroluminescents comporte une zone centrale 38 et au moins une zone latérale 39 au profil accidenté formant partie de la zone de jonction 36 avec la zone latérale au profil accidenté du champ d’éléments électroluminescents voisin.
En se référant notamment à la représentation schématique de la figure 4, on peut prévoir que selon la deuxième direction D2, à savoir la direction d’allongement principale de chacune des bandes, chaque champ 34i présente au moins un grand côté dont le profil est partiellement accidenté avec une partie droite, dite partie de juxtaposition 42, agencée pour définir une ligne droite de démarcation 44 avec la partie de juxtaposition du grand côté correspondant du champ de bâtonnet voisin 34j, et une partie accidentée, dite partie de mélange 46.
En se référant notamment à la représentation de la figure 4, on comprend que la zone de jonction 36 agencée entre deux champs 34i,34j de bâtonnets successifs comporte au moins un prolongement d’un premier 341 des deux champs à l’intérieur du deuxième 34j des deux champs et un prolongement du deuxième 34j des deux champs à l’intérieur du premier 341 des deux champs. On sait identifier, entre deux champs successifs d’éléments électroluminescents, une ligne de démarcation médiane 44’ s’étendant selon la deuxième direction et qui est telle que les deux champs successifs comportent un nombre égal d’éléments électroluminescents s’étendant au-delà de cette ligne de démarcation médiane en prolongement dans l’autre champ d’éléments électroluminescents.
La partie de mélange 46 d’un champ de bâtonnet est ainsi constituée d’au moins un motif 48 dessiné par l’agencement spécifique des bâtonnets raccordés électriquement à ce champ de bâtonnet, avec au moins un bâtonnet tendant à aller au-delà du grand côté du champ, le cas échéant en formant une pointe, et une forme en négatif située à proximité immédiate de cette pointe. Le motif 48 est ainsi créé par une alternance, selon la deuxième direction, de prolongements, selon la première direction, d’un des deux champs dans l’autre au-delà de la ligne de démarcation médiane 44’·
On peut avantageusement prévoir que la partie de mélange 46 présente selon la deuxième direction D2 une répétition de ce motif 48, tel que visible à titre d’exemple sur la figure 4. Ceci présente notamment un intérêt dans le dimensionnement de microstructures appliquées sur l’optique de projection associée à la source de lumière telle qu’elle sera expliquée plus en détails ci-après.
Il est notable que dans l’agencement de la figure 4, avec une zone de jonction qui comporte une partie de juxtaposition 42 et une partie de mélange 46, la ligne de démarcation médiane 44’ et la ligne de démarcation 44 sont confondues.
Ce type de source à bâtonnets, avec un agencement spécifique en champs successifs, est avantageusement utilisé dans le cas d’une application à un faisceau de type matriciel, dans lequel le faisceau est segmenté en bandes verticales que l’on peut allumer ou éteindre sélectivement pour créer dans le faisceau des bandes non éclairantes afin de ne pas éblouir un usager détecté sur la scène de route éclairée par le véhicule. Les bâtonnets sont raccordés électriquement en groupe pour former des champs activables sélectivement prenant la forme de bandes successives, et la configuration particulière des zones de jonction entre chaque champ activable permet lorsque les deux champs successifs sont activés simultanément de fournir un faisceau plus lisse, sans l’aspect séquentiel des bandes délimitant le faisceau.
La partie de mélange 46 est disposée, selon la deuxième direction D2, au centre de la source et donc au centre de l’image projetée, sans que ce mélange soit nécessaire sur les parties supérieures et inférieures de l’image projetée, et donc sur les parties de juxtaposition 42 disposées de part et d’autre de la partie de mélange, selon cette deuxième direction D2, qui peuvent notamment être allumées moins intensément et rendre donc moins visibles une coupure dans le faisceau projeté lorsqu’une bande est éteinte sélectivement.
La zone centrale 38 comprend au moins une colonne de bâtonnets électroluminescents, c’est-à-dire une série de bâtonnets disposés linéairement parallèlement à la deuxième direction D2, de telle sorte que lorsqu’un module de commande approprié envoie une instruction d’extinction du champ de bâtonnets correspondant, tout en maintenant une instruction d’allumage aux champs directement adjacents, de part et d’autre de ce champ selon la première direction, il résulte de cette séquence l’existence d’une bande sombre au milieu du faisceau destinée à ne pas éblouir un véhicule tiers détecté sur la scène de route. On comprend que la bande sombre d’anti-éblouissement des véhicules tiers est d’autant plus grande que la zone centrale est large, la largeur de cette zone centrale étant définie par la distance entre les zones de jonction de part et d’autre du champ de bâtonnets.
La séparation entre les bâtonnets d’un champ et ceux du champ voisin, et notamment la ligne de démarcation 44 et/ou la ligne de démarcation médiane 44’, est réalisée par la connexion électrique spécifique des bâtonnets d’un champ. On peut prévoir la présence d’une paroi de séparation 45, sous forme d’un muret s’étendant depuis le substrat, notamment lorsque la couche de matériau polymère 30 dans laquelle sont noyés les bâtonnets comporte des luminophores.
La présence d’une paroi de séparation 45 permet de garder du contraste entre une bande résultant d’un champ de bâtonnets éteints et une bande résultant d’un champ de bâtonnets allumés, et cette paroi de séparation n’est pas selon l’invention pénalisante lorsque toutes les bandes sont allumées, puisque la combinaison de la répétition des motifs d’imbrication sur une partie de mélange et de la présence de microstructures sur l’optique de projection permet de rendre floue la zone de jonction dans laquelle s’étend la paroi de séparation.
On va maintenant décrire un mode de mise en œuvre particulier, en se référant à la figure 5, et dans lequel le prolongement d’un champ d’éléments électroluminescents dans l’autre présente la forme d’une pointe formée par un nombre d’éléments électroluminescents diminuant progressivement en s’éloignant de la ligne de démarcation. Tel qu’illustré, le nombre d’éléments électroluminescents raccordés à un premier champ et s’étendant au-delà de la ligne de démarcation 44 du côté de deuxième champ va en décroissant progressivement jusqu’à être réduit à un ou deux, en formant de la sorte une pointe 50 pointant vers le champ de bâtonnet voisin. Conformément à ce qui a pu être décrit précédemment, la zone de jonction comporte selon la deuxième direction D2 une alternance de prolongement d’un premier champ dans le deuxième champ et de prolongement du deuxième champ dans le premier champ.
La largeur lg de cette zone de jonction est définie par un nombre de colonnes de bâtonnets formant l’imbrication d’un champ dans l’autre. On détermine d’une part le bâtonnet d’un premier champ qui s’étend le plus à l’intérieur du champ voisin, et d’autre part le bâtonnet de ce champ voisin qui s’étend le plus à l’intérieur du premier champ, et la zone de jonction est définie comme la bande incluant ces deux extrémités. On pourrait prévoir que la source de lumière à bâtonnets soit composée essentiellement de zones de jonction, dès lors, tel que cela a été précisé précédemment, qu’au moins une colonne de bâtonnets spécifique à chaque champ s’étende entre chaque zone de jonction.
Dans l’exemple illustré, la zone de jonction a une largeur lg égale à six rangées de bâtonnets. L’imbrication des champs est concentrée dans la largeur de cette zone de jonction, au niveau de la partie de mélange.
Dans cette zone de jonction, tel que définie précédemment, on sait définir entre deux champs successifs d’éléments électroluminescents une ligne de démarcation médiane 44’ s’étendant selon la deuxième direction telle que les deux champs successifs de bâtonnets voisins comportent un nombre égal d’éléments électroluminescents s’étendant au-delà de ladite ligne de démarcation médiane en prolongement dans l’autre champ d’éléments électroluminescents.
L’imbrication alternée d’un champ de bâtonnet dans l’autre pour former le motif répété dans la zone de jonction, avec une diminution progressive du nombre de bâtonnets d’un champ s’étendant au-delà de la ligne de démarcation médiane, permet de présenter des profils d’intensité lumineuse dégressifs ou progressifs des deux champs successifs dans la zone de jonction, et donc de présenter une transition contrôlée d’un champ à l’autre lorsqu’ils sont allumés.
On a illustré sur les figures 6a et 6b les profils d’intensité lumineuse mesurés dans le faisceau lumineux global, notamment rendu flou verticalement par une optique de projection telle qu’elle sera décrite ci-après, et relatifs à des zones d’émission correspondant à un premier champ 34i et à un deuxième champ 34j imbriqués dans la zone de jonction 36. On va décrire en détails la construction du profil d’intensité lumineuse d’un premier champ 34i dans la zone de jonction 36. Pour un motif 48 donné, on a ici une première colonne Cl de bâtonnets dans laquelle tous les bâtonnets allumés sont des bâtonnets du premier champ 34i, à l’exception d’un bâtonnet du deuxième champ 34j. Puis pour la deuxième colonne C2 de bâtonnets présents dans cette zone de jonction, les bâtonnets allumés sont des bâtonnets du premier champ 34i à l’exception de trois bâtonnets du deuxième champ 34j : il en résulte une diminution de l’intensité lumineuse du premier champ et une augmentation correspondante de l’intensité lumineuse du deuxième champ. On procède de la sorte jusqu’à, dans cet exemple où la zone de jonction a une largeur de six bâtonnets, la sixième colonne de bâtonnets C6. Dans cette sixième et dernière colonne, le profil d’intensité lumineuse des premier et deuxième champs de bâtonnets est inversé par rapport au profil d’intensité lumineuse de la première colonne Cl.
On comprend que dans la zone de jonction, l’intensité lumineuse totale, résultant de la somme de l’intensité lumineuse du premier champ et de celle du deuxième champ, est la même que l’intensité lumineuse dans la zone centrale d’un champ de bâtonnets, et la variation progressive et antagoniste des deux champs permet un passage homogène et régulier de l’un à l’autre, dès lors que les deux champs d’éléments électroluminescents sont alimentés de façon identique et qu’ils présentent des tailles identiques.
Il peut être intéressant que deux champs successifs de la source de lumière à semiconducteur selon l’invention présentent des luminances distinctes, notamment dans le cadre d’une application à un dispositif d’éclairage et/ou de signalisation dans lequel on prévoit de réaliser une fonction d’éclairage Code ou Route, de type matriciel. Notamment, on pourra prévoir d’agencer les bâtonnets en densité et en hauteur de manière à ce que, pour une ligne donnée s’étendant le long de la première direction Dl, la luminance soit plus forte pour les champs disposés au centre de la série de champs de bâtonnets successifs que pour les champs disposés aux extrémités de cette série. On peut également prévoir que la luminance ne soit pas constante au sein d’un même champ de bâtonnets, et notamment qu’elle varie selon la deuxième direction.
Si les champs de bâtonnets successifs présentent une luminance différente entre eux, la forme de la zone d’imbrication pourra être modifiée pour adapter la variation progressive de la luminance d’un champ à l’autre. Ainsi, il est envisageable de prévoir dans la zone de jonction un motif d’imbrication non symétrique présentant deux pentes décroissantes différentes en termes de nombre de bâtonnets impliqués dans le motif mais qui se compensent en tenant compte des luminances relatives moyennes des 2 pixels, afin d’obtenir un faisceau homogène.
La zone de jonction définie entre deux champs d’éléments électroluminescents successifs est dans l’exemple illustrée reproduite selon la première direction entre chaque couple de champs d’éléments électroluminescents successifs. On pourra envisager, sans sortir du contexte de l’invention, que cette reproduction de la zone de jonction est réalisée de manière centrée sur la source, selon la première direction Dl, et que les champs de bâtonnets disposés aux extrémités de la série selon la première direction présentent une zone de jonction à bord droit, sans motif d’imbrication, étant entendu que le désagrément pour l’œil du conducteur en cas de distinction du motif dans le faisceau projeté serait moindre sur les côtés du faisceau projeté, où l’intensité lumineuse est moindre.
Dans la source de lumière selon l’invention, on peut avantageusement prévoir que la distance de séparation entre un bâtonnet participant d’un premier champ 34i et un bâtonnet directement adjacent et participant d’un deuxième champ 34j soit sensiblement égale à la distance de séparation de deux bâtonnets d’un même champ de la source de lumière, cette distance de séparation, mesurée entre deux axes longitudinaux de bâtonnets électroluminescents, étant au minimum égale à 2 micromètres, afin que la lumière émise par la paroi circonférentielle 28 de chaque bâtonnet 8 puisse sortir de la matrice de bâtonnets électroluminescents.
Avantageusement, le substrat est commun à l’ensemble des bâtonnets composant les différents champs successifs de la source de lumière à semi-conducteur. On optimise ainsi le nombre de fils de raccordement électriques, et on facilite le rapprochement l’un de l’autre des champs de bâtonnets de la source de lumière, le caractère jointif de cet agencement étant particulièrement intéressant pour l’obtention d’un faisceau homogène lorsque les deux zones de la source de lumière à semi-conducteur sont activées simultanément.
Lorsque les champs de bâtonnets sont activés, l’ensemble des bâtonnets le composant, qu’ils soient disposés d’un côté ou l’autre de la ligne de démarcation, est alimenté au même courant électrique. On pourra de fait faire varier l’intensité lumineuse d’un champ à l’autre en jouant sur l’intensité du courant d’alimentation, ce qui est rendu possible par le fait que ces deux champs sont raccordés électriquement distinctement l’un de l’autre, ou bien en jouant sur la densité/et ou la hauteur des bâtonnets dans chacun des champs.
Une telle source de lumière 1 est disposée au voisinage du foyer objet d’une optique de projection 2, et ces deux composants, formant un dispositif d’éclairage de l’invention, sont disposés dans le véhicule de manière à ce que les rayons lumineux émis par la source soient imagés en direct par l’optique de projection pour réaliser un faisceau d’éclairage, de type faisceau adaptatif à bandes activables sélectivement.
A cet effet, on comprend que la source est agencée de sorte que la deuxième direction, c’est-à-dire la direction principale d’allongement des champs de bâtonnets formant bandes, corresponde à la direction verticale, et de sorte que la première direction corresponde à la direction horizontale, perpendiculaire à l’axe optique 40, c’est-à-dire que la première direction correspond à la direction transversale du véhicule. Il en résulte que la ou les parties de juxtaposition, dans lesquelles les champs de bâtonnets sont plaqués l’un contre l’autre, sans prolongement de l’un dans l’autre comme c’est le cas dans la partie de mélange, correspondent à des parties haute ou basse du faisceau projeté sur la route, selon que l’optique de projection associée projette un faisceau inversé ou non par rapport à la source.
Selon l’invention, il est intéressant que la partie supérieure du faisceau projeté sur la scène de route présente une intensité lumineuse moindre que celle du reste du faisceau, et on sait piloter de façon correspondante l’intensité d’émission des bâtonnets dans chacune des bandes, notamment en la diminuant dans la partie de juxtaposition correspondante. L’intensité étant moindre, il n’est pas nécessaire de prévoir une coupure nette entre les bandes et il n’est pas nécessaire de prévoir la présence d’une paroi de séparation, qui s’étend donc avantageusement uniquement dans la partie de mélange de la zone de jonction.
Tel que cela a pu être précisé précédemment, l’invention concerne une source de lumière 1 avec des champs de bâtonnets successifs agencés avec une zone de jonction particulière ainsi qu’une optique de projection 2 configurée pour projeter en direct l’image créée par la source de lumière.
L’optique de projection 2 comporte, notamment sur sa face de sortie 52, c’est-à-dire la face opposée à la source de lumière, des microstructures 54, et par exemple des coussinets, dont l’amplitude est définie par la dimension de la source de lumière, et qui ont été illustrées schématiquement sur la figure la.
L’optique de projection est selon l’invention texturée de manière à produire un flou vertical, à savoir un flou selon la deuxième direction. Les microstructures 54 sont orientées à cet effet, notamment horizontalement, sur la face de sortie 52 de l’optique de projection. On réalise ainsi le flou permettant de ne pas rendre visible les motifs dans la zone de jonction sans pour autant modifier la largeur des bandes projetées dans le faisceau, et donc sans pénaliser la fonction d’éclairage matriciel.
Plus particulièrement, selon l’invention, la dimension des microstructures 54 réalisées sur la face de sortie est fonction de la dimension, selon la deuxième direction, du motif 48 formé dans la zone de jonction 46.
Il pourra être intéressant de combiner la réalisation particulière de la source de lumière et l’agencement des bâtonnets qui la composent, avec une disposition de cette source légèrement décalée par rapport à la surface focale de l’optique de projection. Ainsi, on projette un faisceau dans lequel la démarcation entre les différents champs est moins nette, ce qui participe à l’homogénéité apparente du faisceau projeté.
La description qui précède explique clairement comment l’invention permet d’atteindre les objectifs qu’elle s’est fixés et notamment de proposer un dispositif d’éclairage et/ou de signalisation qui permette de réaliser à moindre coût, et sans perte de qualité photométrique, un éclairage matriciel qui permet la création à la demande de zone sombre dans le faisceau pour ne pas éblouir les autres usagers de la route, en évitant la formation de bandes sombres de transition entre les bandes du faisceau global lorsque deux bandes successives sont allumées.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à la structure du dispositif lumineux qui vient d’être décrite à titre d’exemple non limitatif, dès lors qu’elle utilise au moins une source de lumière à semi-conducteur à éléments électroluminescents, de type bâtonnets, s’étendant en saillie d’un substrat et dans laquelle la lumière émise par les bâtonnets ne traverse pas le substrat, et dès lors que cette source comprend des champs d’éléments électroluminescents distincts identifiables et imbriqués au moins partiellement les uns dans les autres au niveau d’une zone de jonction. En tout état de cause, l’invention ne saurait se limiter au mode de réalisation spécifiquement décrit dans ce document, et s’étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Source de lumière à semi-conducteur (l) comprenant une pluralité d’éléments électroluminescents (8) de dimensions submillimétriques parmi lesquels on peut distinguer une série, selon une première direction (Dl), de champs (34i,34j) d’éléments électroluminescents activables sélectivement, chaque champ présentant une forme de bande s’étendant selon une deuxième direction (D2), au moins deux champs successifs de ladite série étant configurés pour former une zone de jonction (36) dans lequel au moins un prolongement d’un premier des deux champs à l’intérieur du deuxième des deux champs et un prolongement dudit deuxième des deux champs à l’intérieur dudit premier des deux champs forment un motif (48) d’imbrication des champs l’un dans l’autre, répété selon la deuxième direction (D2).
- 2. Source de lumière selon la revendication 1, caractérisé en ce que le motif est créé par une alternance, selon la deuxième direction (D2), de prolongements, selon la première direction (Dl), d’un des deux champs dans l’autre au-delà de la ligne de démarcation.
- 3. Source de lumière selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite deuxième direction (D2) est sensiblement perpendiculaire à ladite première direction (Dl).
- 4. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que selon la première direction (Dl), chaque champ (34i, 34j) d’éléments électroluminescents (8) comporte une zone centrale (38) et au moins une zone latérale (39) au profil partiellement accidenté et formant partie de la zone de jonction (36) avec un champ d’éléments électroluminescents (8) voisin comportant une zone latérale au profil accidenté complémentaire.
- 5. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que selon la deuxième direction (D2), la densité et/ou la hauteur des éléments électroluminescents au sein d’un même champ de bâtonnets diminue progressivement.
- 6. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle présente au moins un champ (34i, 34j) d’éléments électroluminescents (8) d’une forme sensiblement rectangulaire, dont au moins l’un des grands cotés présente un profil partiellement accidenté.
- 7. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il existe entre deux champs successifs (34i, 34j) d’éléments électroluminescents une ligne de démarcation médiane (44’) s’étendant selon la deuxième direction (D2) telle que les deux champs successifs de bâtonnets voisins comportent un nombre égal d’éléments électroluminescents (8) s’étendant au-delà de ladite ligne de démarcation médiane en prolongement dans l’autre champ d’éléments électroluminescents.
- 8. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la zone de jonction (36) définie entre deux champs d’éléments électroluminescents successifs est reproduite selon la première direction (Dl) entre chaque couple de champs d’éléments électroluminescents successifs.
- 9. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le prolongement d’un champ d’éléments électroluminescents dans l’autre présente la forme d’une pointe (50) formée par un nombre d’éléments électroluminescents (8) diminuant progressivement en s’éloignant de la ligne de démarcation médiane (44’).
- 10. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone de jonction (36) comprend une partie de mélange (46) dans laquelle le motif d’imbrication est répété et qui prolonge, selon ladite deuxième direction (D2), au moins une partie de juxtaposition (42) dans laquelle les bords en regard des deux champs successifs sont alignés en définissant une ligne de démarcation (44) droite entre les deux champs.
- 11. Source de lumière selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments électroluminescents (8) s’étendent depuis un même substrat (lO).
- 12. Dispositif d’éclairage pour véhicule automobile, comprenant au moins une source de lumière (l) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 et une optique de projection (2) de la lumière générée par la source de lumière.
- 13- Dispositif d’éclairage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’optique de projection (2) comprend une ou plusieurs microstructures (54) agencées parallèlement à la première direction (Dl).
- 14. Dispositif d’éclairage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’agencement des microstructures (54) est fonction de la dimension du motif (48) répété le long de la zone de jonction (36) de la source de lumière (l).1/22/2
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|---|---|---|---|---|
| WO2010014032A1 (fr) * | 2008-07-07 | 2010-02-04 | Glo Ab | Del nanostructurée |
| EP2677232A1 (fr) * | 2011-02-15 | 2013-12-25 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Module d'émission de lumière et dispositif d'éclairage pour véhicule |
| EP2752615A1 (fr) * | 2011-09-01 | 2014-07-09 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Appareil de phare d'automobile |
| EP2778511A2 (fr) * | 2013-03-13 | 2014-09-17 | LG Innotek Co., Ltd. | Module électroluminescent |
| FR3030995A1 (fr) * | 2014-12-23 | 2016-06-24 | Aledia | Source de lumiere electroluminescente a parametre de luminance ajuste ou ajustable en luminance et procede d'ajustement d'un parametre de luminance de la source de lumiere electroluminescente |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010014032A1 (fr) * | 2008-07-07 | 2010-02-04 | Glo Ab | Del nanostructurée |
| EP2677232A1 (fr) * | 2011-02-15 | 2013-12-25 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Module d'émission de lumière et dispositif d'éclairage pour véhicule |
| EP2752615A1 (fr) * | 2011-09-01 | 2014-07-09 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Appareil de phare d'automobile |
| EP2778511A2 (fr) * | 2013-03-13 | 2014-09-17 | LG Innotek Co., Ltd. | Module électroluminescent |
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