WO2021084138A1 - Module d'affichage pour vehicule automobile - Google Patents

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WO2021084138A1
WO2021084138A1 PCT/EP2020/080716 EP2020080716W WO2021084138A1 WO 2021084138 A1 WO2021084138 A1 WO 2021084138A1 EP 2020080716 W EP2020080716 W EP 2020080716W WO 2021084138 A1 WO2021084138 A1 WO 2021084138A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
display module
light
optical
optical elements
light sources
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/080716
Other languages
English (en)
Inventor
Natacha AUDY
Julia PETIT
Original Assignee
Valeo Vision
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision filed Critical Valeo Vision
Publication of WO2021084138A1 publication Critical patent/WO2021084138A1/fr

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/26—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S43/235 - F21S43/255
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a light module for a motor vehicle, in particular an information display module.
  • Such modules when installed on a vehicle, make it possible to transmit information to other road users, in the form of pictograms or written messages. Thanks to these modules, it is thus possible to warn the driver of a following vehicle that a dangerous situation of which he is unaware arises.
  • a dangerous situation can, for example, arise when a pedestrian crosses the road just in front of the first vehicle, while being hidden by the latter from the driver of the following vehicle.
  • the display of a pictogram representative of the situation for example a pictogram representing a pedestrian, on the module of the first vehicle, allows the driver of the following vehicle to become aware of the situation, and thus to anticipate an urgent action , in the case mentioned the risk of sudden braking.
  • Other pictograms, adapted to other dangerous situations, or passenger reception pictograms ("welcome scenario" in English) near the vehicle, or polite messages are also possible.
  • LCD liquid crystal display modules for “Liquid Crystal Display”. They include a backlit liquid crystal display (backlit) by a light device. To ensure good legibility of the pictograms and / or messages displayed, it is important that the rear lighting (backlighting) present good homogeneity.
  • Patent documents DE 102017100818, DE 102017118139 or DE 10308703 describe motor vehicle headlamps comprising a liquid crystal screen which makes it possible to modulate the light beam projected on the road, in particular to switch from a low beam to a high beam or even to offer adaptive lighting. These are not devices allowing pictograms and / or messages to be displayed on the vehicle fitted with them.
  • display modules operating by indirect lighting, providing this characteristic of homogeneity.
  • They include light sources arranged for illuminate along an axis substantially parallel to the surface of the liquid crystal screen, and with a reflecting and / or diffusing surface making it possible to orient the light rays emitted by the light sources in the direction of the liquid crystal screen.
  • the invention provides for this purpose an information display module for a motor vehicle making it possible to at least partially overcome the drawbacks mentioned above.
  • the invention is aimed at a display module for a motor vehicle comprising:
  • the light sources emitting light rays in a common direction of emission, when supplied with electricity;
  • an optical part receiving, according to said common emission direction, light rays emitted by the light sources and transmitting them to the liquid crystal screen according to said common emission direction, the optical part comprising a plurality of elements optics.
  • the display module according to the invention has good photometric efficiency, which makes it possible to reduce power consumption and heating, while guaranteeing high luminance upstream of the LCD screen.
  • the limited heating allows the use of inexpensive materials, having a limited heat resistance.
  • the good photometric efficiency also makes it possible to reduce the number of light sources used. These characteristics thus make it possible to ensure a low cost of the module. It allows pictograms to be displayed with a good level of homogeneity. It has a small lateral and depth dimension. In addition, it has good resistance to shocks and vibrations.
  • At least one optical element is a reflector
  • At least one optical element is a collimator
  • optical elements are arranged in a matrix of optical elements, in correspondence with the matrix of light sources.
  • correspondence it should be understood that the two matrices have the same dimensions and the same pitches;
  • Each optical element has a light input face opposite which is placed a light source
  • the optical part is monobloc
  • optical elements of the optical part form intersections in the form of squares between them;
  • the light entry face of the at least one collimator in the form of a hollow cylinder open at one end, and closed by a domed face at the other end;
  • each light source facing a collimator is located inside the hollow cylinder, on the side of the end where it is open. ;
  • Each collimator has a light exit face through which the light leaves the display module;
  • the exit face has a flat carrier
  • the exit face comprises optical patterns
  • each collimator is aligned according to an exit plane
  • the distance between the liquid crystal screen is parallel to the exit plane is between 20 and 30mm, in particular is equal to 25mm;
  • each light source has a semiconductor emitter
  • each light source comprises at least two semiconductor emitters
  • each light source has at least three semiconductor emitters
  • the colors are red, green and blue
  • the light sources are arranged on a common support
  • the support is light in color, in particular white
  • the display module further comprises a covering element which forms a mechanical link between the support and the liquid crystal display, and which surrounds the light sources and the optical element;
  • the covering element has a light colored inner face, in particular white.
  • a light color characterizes a material whose albedo, that is to say the overall reflective power, is greater than 50%, preferably greater than 70%.
  • the invention also relates to a display module for a motor vehicle comprising:
  • - a housing - a display module according to the invention; the display module being disposed inside the housing.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising at least one display module according to the invention.
  • Figure 1 shows a display module according to the invention, seen in perspective.
  • Figure 2a shows a detail view of the optical part of the display module according to a first embodiment.
  • Figure 2b shows a sectional view of the optical part of Figure 2a.
  • Figure 3a shows a detail view of the optical part of the display module according to a second embodiment.
  • Figure 3b shows a sectional view of the optical part of Figure 3a.
  • Figure 4a shows a perspective view of the display module according to the invention including a trim element.
  • Figure 4b shows a sectional view of the display module of Figure
  • FIG. 1 represents in perspective a display module 1 according to the invention. It comprises light sources 11 arranged on a support 15.
  • the light sources 11 are arranged in a matrix 10, that is to say in at least two rows and at least two columns.
  • the pitch of the matrix that is to say the distance between two adjacent light sources along a row or along a column is constant. In other words, the pitch of the matrix is identical regardless of the two adjacent sources considered. Alternatively, the pitch of the matrix can be different depending on whether it is taken along a row or a column. Alternately again, the pitch of the matrix can vary along a given row or column.
  • the support 15 is common to all the light sources 11.
  • this support forms a plane.
  • the matrix 10, according to which the light sources 11 are arranged is also planar.
  • the light sources 11 are distributed over two different supports 15, or more than two supports 15. In this case, the light sources 11 can each be placed on a support 15 which is specific to it.
  • the light sources 11 emit light rays in a common direction of emission X, when they are supplied with electricity.
  • the optical module further comprises an optical part 20, placed opposite the light sources 11 in the common emission direction X, and a liquid crystal screen 30 placed opposite the optical part 20.
  • the light sources 11 are supplied with power. in electricity they emit light rays which impact the optical part 20.
  • the optical part transmits at least part of the light rays, according to the common emission direction X, towards the liquid crystal screen 30.
  • the optical part is connected to the support 15, for example by pins or legs.
  • the liquid crystal display 30 acts as an array of optical switches. It can be associated with a control device (not shown), able to individually control each optical switch so that the latter lets light through or, on the contrary, interrupts its path, respectively defining an on or off pixel. Thus, by choosing the pixels on and off, it is possible to display a pictogram corresponding to the desired message.
  • the optical part 20 comprises a plurality of optical elements 21 in the form of collimators formed in a transparent material, for example a plastic material such as PMMA (polymethyl methacrylate), PC (polycarbonate) or glass.
  • a transparent material for example a plastic material such as PMMA (polymethyl methacrylate), PC (polycarbonate) or glass.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • the material is advantageously devoid of tint. This characteristic ensures excellent transmission of light rays. Alternatively, the material can be tinted. This characteristic has the advantage of giving a predetermined color to the light beam.
  • the optical elements 21 are reflectors. According to yet another alternative embodiment some of the optical elements 21 are collimators and other optical elements 21 are reflectors.
  • the optical elements 21 are arranged in a matrix of optical elements in correspondence with the matrix of light sources 11.
  • correspondence it should be understood that the two matrices have the same dimensions and the same pitches.
  • the optical elements have identical or similar dimensions with respect to each other, in particular dimensions allowing the correspondence of the matrix of optical elements 21 with the matrix of light sources 11.
  • the optical elements can also have different dimensions with respect to each other. This characteristic makes it possible in particular to adapt the optical elements located on the edges of the optical module to the geometrically available volume in these areas. It may then be necessary to increase or reduce the dimensions of the optical elements in these areas, or even to truncate them.
  • the matrix according to which the optical elements are arranged is planar.
  • the optical elements 21 are arranged along the same plane. This plane is parallel to the plane of the light source support.
  • the optical part 20 is in one piece, that is to say that the optical elements 21 are rigidly connected to each other. This characteristic makes it easier to mount the optical part in the optical module during manufacture. In fact, the manipulation of a single part is then necessary.
  • the optical part 20 may be composed of optical elements 21 produced separately and then connected to each other, for example by gluing or by welding.
  • the optical part can also be composed of two or more separate optical elements 21. These separate optical elements 21 are then mounted on the same support, in particular the support 15 for the light sources, which allows them to be secured to one another, thus forming the optical part. Alternatively, the separate optical elements 21 are juxtaposed and held against each other, for example by hooping, to form the optical part.
  • the optical elements 21 are integral to form the optical part 20, that is to say they result from the same manufacturing steps, in particular injection and / or injection steps. pressing. This feature makes it easier to manufacture the optical part because it only takes one process to manufacture the entire optical part.
  • intersections between each of the optical elements 21 and the set of adjacent optical elements 21 which surround it form a square. Said intersections are shown in dotted lines in Figures 2a and 3a.
  • This characteristic makes it possible to obtain a regular matrix thus ensuring good lighting homogeneity over all the dimensions of the liquid crystal screen 30. It should be noted that this characteristic does not concern the optical elements 21 located on the edges. of the optical part, for which said intersections form a portion of a square.
  • each of the optical elements 21 and all of the adjacent optical elements 21 which surround it form a hexagon.
  • This feature makes it possible to reduce the differences in distance between the center and the perimeter, formed by the hexagon, of each optical element 21 and thus to ensure good homogeneity of illumination of the liquid crystal screen 30 facing each other. optical elements 21. It should be noted that this characteristic does not concern the optical elements 21 located on the edges of the optical part, for which said intersections form a portion of a hexagon.
  • FIG. 2a shows a detail of the optical part and of the support for the light sources, according to a first embodiment of the invention, seen in perspective.
  • Fig. 2b is a view of these elements according to section AA shown in Fig. 2a, in which the liquid crystal display has been added.
  • each of the optical elements 21 comprises light input face 22, oriented towards the associated light source 11, and a light output face 23, oriented towards the liquid crystal screen 30.
  • the light input face 22 comprises a central zone 221 formed of a curved diopter, and a peripheral zone 222 in the form of an annular tooth and comprising a light entry diopter 2221 and a face of total light reflection 2222.
  • the rays coming from the light source 11 which impact the central zone 221 enter the optical element 21 via the curved diopter and are transmitted directly towards the light output face 23.
  • the rays coming from the light source 11 which impact the zone peripheral 222 enters the optical element 21 through the light input diopter 2221 and mostly reflects on the face of total light reflection 2222 to be directed towards the light output face 23. Some rays go directly from the light input diopter 2221 to the light output face 23, without being reflected on the face of total light reflection 2222.
  • the light output face 23 comprises a central zone 231 forming a cavity and surrounded by a peripheral zone 232.
  • the peripheral zones 232 of optical elements 21 are connected together and form a connected element, that is to say continuous. and without setback, essentially plane within which the cavities formed by the central zones 231 are located.
  • Each central zone forms an essentially plane disc connected to the peripheral zone 232 by a step or a step.
  • the surfaces of the central zones 231 and of the peripheral zones 232 comprise a ball.
  • the balling has the same dimensional characteristics (size, curvature) over the whole of the optical part 20 in order to ensure uniformity of appearance over the whole of said optical part 20.
  • the balling can have different dimensional characteristics depending on the zone of the optical part 20 in order to be adapted to particular configuration of the optical part 20, for example when the latter has a curvature in certain zones.
  • Figure 3a shows a view similar to that of Figure 2a, in which only the optical part is shown, according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 3b is a view of the optical part according to section B-B shown in Figure 3a.
  • the optical part according to this embodiment differs from the embodiment of FIG. 2a in that the light output face 23 of the optical elements 21 does not have any beading.
  • the central zone 231, forming a cavity relative to the peripheral zone 232 consists of an essentially planar face having at its center a recess 2311 of circular contour, concentric with the disc formed by the central zone 231.
  • the central zones 231 therefore form a series of cavities recessed with respect to the connected surface formed by the adjoining peripheral zones 232 of the optical elements 21, each cavity being provided with a central recess 2311.
  • the light inlet face 22 has the same structure as in FIG. 2b, that is to say a central zone 221 formed by a curved diopter, and a peripheral zone 222 in the form of of annular tooth and comprising a light entry diopter 2221 and a face of total light reflection 2222.
  • the light sources as well as the liquid crystal screen have the same relative position as on the figure 2a.
  • the recesses 2311 have a curved shape with the concavity oriented towards the liquid crystal display.
  • Figure 4a shows a perspective view of the display module including a trim element and Figure 4b a sectional view along the C-C axis of Figure 4a.
  • the display module 1 further comprises a covering element 40 which forms a mechanical link between the support 15 of the light sources 11 and the liquid crystal screen 30.
  • the covering element 40 surrounds the optical part 20 and the light sources 11. It is positioned relative to the support 15 by pins 41 which pass through said support 15. It is fixed to the support 15 by means of screws 60.
  • Other positioning and / or fixing means can be used, such as, for example, tabs, clips, fasteners.
  • the covering element 40 has a shoulder 42 intended to receive the liquid crystal screen 30.
  • the latter is held in the shoulder by a cover 50 fixed to the covering element 40.
  • the liquid crystal screen 30 is sandwiched between the shoulder on the one hand and the cover on the other.
  • the cover has a central opening 55 allowing light from the module to propagate outward.
  • the fixing of the cover 50 on the covering element 40 is made by several tabs
  • the trim element has a light-colored inner face, in particular white, in order to improve the homogeneity of the lighted appearance of the display module 1. Thanks to this structure, the display module 1 has good compactness and good resistance to deformation and / or degradation during handling by an operator during assembly of the display module, thus allowing easy installation of said display module in a light or a projector automobile.

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Abstract

La présente invention concerne un module d'affichage (1) pour véhicule automobile comportant: a. une matrice (10) de sources lumineuses (11), les sources lumineuses (11) émettant des rayons lumineux selon une direction d'émission commune (X), lorsqu'elles sont alimentées en électricité; b. un écran à cristaux liquides (30); c. une pièce optique (20) placée en regard des sources lumineuses (11) selon ladite direction d'émission commune (X) et recevant des rayons lumineux émis par les sources lumineuses (11), et les transmettant vers l'écran à cristaux liquides (30) selon cette dite direction d'émission commune (X), la pièce optique (20) comportant une pluralité d'éléments optiques (21).

Description

MODULE D’AFFICHAGE POUR VEHICULE AUTOMOBILE
L'invention concerne un module lumineux pour véhicule automobile, en particulier un module d’affichage d’information.
De tels modules permettent, lorsqu’ils sont installés sur un véhicule de transmettre aux autres usagers de la route des informations, sous forme de pictogrammes ou de messages écrits. Grâce à ces modules il est ainsi possible d’avertir le conducteur d’un véhicule suiveur qu’une situation dangereuse dont il n’a pas conscience se présente. Une telle situation peut, par exemple, survenir lorsqu’un piéton traverse la route juste devant le premier véhicule, tout en étant caché par ce dernier au conducteur du véhicule suiveur. L’affichage d’un pictogramme représentatif de la situation, par exemple d’un pictogramme représentant un piéton, sur le module du premier véhicule, permet au conducteur du véhicule suiveur de prendre connaissance de la situation, et ainsi d’anticiper une action urgente, dans le cas mentionné le risque un freinage brutal. D’autres pictogrammes, adaptés à d’autres situations dangereuses, ou bien des pictogrammes d’accueil des passagers (« welcome scénario » en anglais) près du véhicule, ou des messages de politesse sont également possibles.
Il est connu, pour réaliser de telles fonctions, d’utiliser des modules d'affichage à cristaux liquides LCD (pour « Liquid Crystal Display » en anglais). Ils comprennent un écran à cristaux liquide éclairé par l’arrière (rétroéclairé) par un dispositif lumineux. Pour assurer une bonne lisibilité des pictogrammes et/ou des messages affichés, il est important que l’éclairage arrière (rétroéclairage) présente une bonne homogénéité. Les documents de brevet DE 102017100818, DE 102017118139 ou DE 10308703 décrivent des projecteurs de véhicules automobiles comportant un écran à cristaux liquides qui permet de moduler le faisceau lumineux projeté sur la route, notamment de passer d’un feu de croisement à un feu de route ou encore de proposer un éclairage adaptatif. Il ne s’agit là pas de dispositifs permettant un affichage de pictogrammes et/ou de messages sur le véhicule qui en serait équipé. Par ailleurs, il existe des modules d’affichage, fonctionnant par éclairage indirect, fournissant cette caractéristique d’homogénéité. Ils comportent des sources lumineuses disposées pour éclairer selon un axe sensiblement parallèle à la surface de l’écran à cristaux liquide, et d’une surface réfléchissante et/ou diffusante permettant d’orienter les rayons lumineux émis par les sources lumineuses en direction de l’écran à cristaux liquide.
Cependant ces modules présentent plusieurs inconvénients. Du fait du fonctionnement par éclairage indirect leur rendement lumineux est faible. Ainsi, pour générer une luminance suffisante pour le fonctionnement du module d’affichage, il est nécessaire soit d’utiliser un grand nombre de sources lumineuses, soit d’utiliser des sources lumineuses de forte puissance. Cela augmente le coût du module. Cela a également pour effet d’induire une consommation électrique élevée et de générer un échauffement important. En outre, si l’épaisseur d’un tel module est réduite, son encombrement latéral est important, du fait que les sources doivent être disposées au- delà du périmètre latéral de l’écran à cristaux liquides. Or il est important, pour une implantation sur un véhicule automobile, d’avoir un faible encombrement latéral.
L'invention propose à cet effet un module d’affichage d’information pour véhicule automobile permettant de pallier au moins en partie les inconvénients mentionnés ci-dessus.
A ce titre l’invention vise un module d’affichage pour véhicule automobile comportant:
- une matrice de sources lumineuses, les sources lumineuses émettant des rayons lumineux selon une direction d’émission commune, lorsqu'elles sont alimentées en électricité ;
- un écran à cristaux liquides ;
- une pièce optique recevant, selon ladite direction d’émission commune, des rayons lumineux émis par les sources lumineuses et les transmettant vers l’écran à cristaux liquides selon cette dite direction d’émission commune, la pièce optique comportant une pluralité d’éléments optiques.
Le module d’affichage selon l’invention présente un bon rendement photométrique ce qui permet de diminuer la consommation électrique et réchauffement, tout en garantissant une luminance élevée en amont de l’écran LCD. L’échauffement limité permet l’utilisation de matériaux bon marché, ayant une résistance limitée à la chaleur. Le bon rendement photométrique permet également de réduire le nombre de sources lumineuses utilisée. Ces caractéristiques permettent ainsi d’assurer un faible coût du module. Il permet d’afficher des pictogrammes avec un bon niveau d’homogénéité. Il présente un faible encombrement latéral et en profondeur. En outre il présente une bonne résistance aux chocs et aux vibrations.
Selon d’autres caractéristiques pouvant être prises seules ou en combinaison :
- au moins un élément optique est un réflecteur ;
- au moins un élément optique est un collimateur ;
- tous les éléments optiques sont des collimateurs ;
- les éléments optiques ont des dimensions identiques ou similaire ;
- les éléments optiques sont agencés selon une matrice d’éléments optiques, en correspondance avec la matrice de sources lumineuses. Par l’expression « en correspondance » il faut comprendre que les deux matrices présentent les mêmes dimensions et les mêmes pas ;
- la matrice d’éléments optiques est alignée sur la matrice de sources lumineuses ;
- la matrice d’éléments optiques et la matrice de sources lumineuses sont planes ;
- chaque élément optique comporte une face d’entrée de lumière en regard de laquelle est disposée une source lumineuse ;
- la pièce optique est monobloc ;
- les éléments optiques de la pièce optique sont venus de matière ;
- les éléments optiques de la pièce optique forment entre eux des intersections en forme de carrés ;
- les éléments optiques de la pièce optique forment entre eux des intersections en forme d’hexagones ;
- la face d’entrée de lumière de l’au moins un collimateur à une forme de cylindre creux ouvert à l’une de ses extrémités, et fermé par une face bombée à l’autre extrémité ;
- plusieurs éléments optiques sont des collimateurs ;
- chaque source lumineuse en regard d’un collimateur est située à l’intérieur du cylindre creux, du côté de l’extrémité où il est ouvert. ; - chaque collimateur comporte une face de sortie de lumière par laquelle la lumière sort du module d’affichage ;
- la face de sortie présente une porteuse plane ;
- la face de sortie comporte des motifs optiques ;
- les faces de sortie de chaque collimateur sont alignées selon un plan de sortie ;
- l’écran à cristaux liquides est parallèle au plan de sortie ;
- la distance entre l’écran à cristaux liquides est parallèle au plan de sortie est comprise entre 20 et 30mm, notamment est égale à 25mm ;
- chaque source de lumière comporte un émetteur à semi-conducteur ;
- chaque source de lumière comporte au moins deux émetteurs à semi- conducteur ;
- deux des émetteurs à semi-conducteur émettent des couleurs différentes ;
- chaque source de lumière comporte au moins trois émetteurs à semi- conducteur ;
- trois des émetteurs à semi-conducteur émettent des couleurs différentes ;
- les couleurs sont le rouge, le vert et le bleu ;
- les sources lumineuse sont disposées sur un support commun ;
- le support est plan ;
- le support est de couleur claire, en particulier de couleur blanche ;
- le support est parallèle à l’écran à cristaux liquides ;
- le module d’affichage comprend en plus un élément d’habillage qui fait liaison mécanique entre le support et l’écran à cristaux liquides, et qui entoure les sources lumineuses et l’élément optique ;
- l’élément d’habillage présente une face intérieure de couleur claire, en particulier de couleur blanche.
Dans l’ensemble de la demande, une couleur claire caractérise un matériau dont l’albédo, c’est-à-dire le pouvoir réfléchissant global, est supérieur à 50%, de préférence supérieur à 70%.
L’invention vise également un module d’affichage pour véhicule automobile comprenant :
- un boîtier ; - un module d’affichage selon l’invention ; le module d’affichage étant disposé à l’intérieur du boîtier.
L’invention vise également un véhicule automobile comportant au moins un module d’affichage selon l’invention.
Les objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers, donnés à titre non-limitatif, en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
La figure 1 représente un module d’affichage selon l’invention, vu en perspective.
La figure 2a représente une vue de détail de la pièce optique du module d’affichage selon un premier mode de réalisation.
La figure 2b représente une vue en coupe de la pièce optique de la figure 2a.
La figure 3a représente une vue de détail de la pièce optique du module d’affichage selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 3b représente une vue en coupe de la pièce optique de la figure 3a.
La figure 4a représente une vue en perspective du module d’affichage selon l’invention incluant un élément d’habillage.
La figure 4b représente une vue en coupe du module d’affichage de la figure
4a.
La figure 1 représente en perspective un module d’affichage 1 selon l’invention. Il comporte des sources lumineuses 11 disposées sur un support 15. Les sources lumineuses 11 sont disposées selon une matrice 10, c’est-à-dire selon au moins deux lignes et au moins deux colonnes. Le pas de la matrice, c’est-à-dire la distance entre deux sources lumineuses adjacentes selon une ligne ou selon une colonne est constant. Autrement dit, le pas de la matrice est identique quelles que soient les deux sources adjacentes considérées. Alternativement, le pas de la matrice peut être différent selon qu’il est pris le long d’une ligne ou d’une colonne. Alternativement encore, le pas de la matrice peut varier le long d’une ligne donnée ou d’une colonne donnée.
Le support 15 est commun à toutes les sources lumineuses 11 . Avantageusement ce support forme un plan. Ainsi, la matrice 10, selon laquelle les sources lumineuses 11 sont agencées, est également plane. Selon un mode de réalisation alternatif les sources lumineuses 11 sont réparties sur deux supports 15 différents, ou plus de deux supports 15. Dans ce cas les sources lumineuses 11 peuvent être placées chacune sur un support 15 qui lui est spécifique.
Les sources lumineuses 11 émettent des rayons lumineux selon une direction d’émission commune X, lorsqu'elles sont alimentées en électricité.
Le module optique comporte en outre une pièce optique 20, placée en regard des sources lumineuses 11 selon la direction d’émission commune X, et un écran à cristaux liquides 30 placé en regard de la pièce optique 20. Lorsque les sources lumineuses 11 sont alimentées en électricité elles émettent des rayons lumineux qui impactent la pièce optique 20. La pièce optique transmet au moins une partie des rayons lumineux, selon la direction d’émission commune X, vers l’écran à cristaux liquides 30. La pièce optique est reliée au support 15, par exemple par des pions ou des pattes.
L’écran à cristaux liquides 30 joue le rôle d’une matrice d’interrupteurs optiques. Il peut être associé à un dispositif de commande (non représenté), apte à commander individuellement chaque interrupteur optique de manière à ce que celui-ci laisse passer la lumière ou au contraire interrompe son cheminement, définissant respectivement un pixel allumé ou éteint. Ainsi, par le choix des pixels allumés et éteints, il est possible d’afficher un pictogramme correspondant au message voulu.
La pièce optique 20 comprend une pluralité d’éléments optiques 21 sous forme de collimateurs formés dans un matériau transparent, par exemple un matériau plastique tel que du PMMA (polyméthacrylate de méthyle), du PC (polycarbonate) ou du verre. Le matériau est avantageusement dépourvu de teinte. Cette caractéristique permet de garantir une excellente transmission des rayons lumineux. Alternativement, le matériau peut être teinté. Cette caractéristique présente l’avantage de donner une couleur prédéterminée au faisceau lumineux.
Selon un mode de réalisation alternatif, les éléments optiques 21 sont des réflecteurs. Selon encore un autre mode de réalisation alternatif certains des éléments optiques 21 sont des collimateurs et d’autres éléments optiques 21 sont des réflecteurs.
Les éléments optiques 21 sont agencés selon une matrice d’éléments optiques en correspondance avec la matrice de sources lumineuses 11 . Par l’expression « en correspondance » il faut comprendre que les deux matrices présentent les mêmes dimensions et les mêmes pas. Avantageusement, les éléments optiques ont des dimensions identiques ou similaires les uns par rapports aux autres, en particulier des dimensions permettant la correspondance de la matrice d’éléments optiques 21 avec la matrice de sources lumineuses 11 . Cependant les éléments optiques peuvent aussi avoir des dimensions différentes les uns par rapport aux autres. Cette caractéristique permet notamment d’adapter les éléments optiques situés sur les bords du module optique au volume géométriquement disponible dans ces zones. Il peut alors s’avérer nécessaire d’augmenter ou de réduire les dimensions des éléments optiques de ces zones, ou encore de les tronquer.
La matrice selon laquelle les éléments optiques sont agencés est plane. En d’autres termes les éléments optiques 21 son agencés le long d’un même plan. Ce plan est parallèle au plan du support des sources lumineuses.
La pièce optique 20 est monobloc, c’est-à-dire que les éléments optiques 21 sont reliés les uns aux autres de manière rigide. Cette caractéristique permet de facilité le montage de la pièce optique dans le module optique lors de la fabrication. En effet la manipulation d’une seule pièce est alors nécessaire. A titre d’exemple non limitatif, la pièce optique 20 peut être composée d’éléments optiques 21 produits séparément puis reliés les uns aux autres, par exemple par collage ou par soudure.
Cependant la pièce optique peut aussi être composées de deux ou plusieurs éléments optiques 21 séparés. Ces éléments optiques 21 séparés sont alors montés sur un même support, notamment le support 15 des sources lumineuses, ce qui permet de les solidariser les uns par rapport aux autres, formant ainsi la pièce optique. Alternativement, les éléments optiques 21 séparés sont juxtaposés et maintenus les uns contre les autres, par exemple par frettage, pour former la pièce optique.
Selon un mode de réalisation avantageusement, les éléments optiques 21 sont venus de matière pour former la pièce optique 20, c’est-à-dire qu’il sont issus des mêmes étapes de fabrication, notamment des étapes d’injection et/ou de pressage. Cette caractéristique permet de facilité la fabrication de la pièce optique car il suffit d’un seul procédé pour fabriquer l’ensemble de la pièce optique.
Les intersections entre chacun des éléments optiques 21 et l’ensemble des éléments optiques 21 adjacents qui l’entourent forment un carré. Lesdites intersections sont représentées en traits pointillés sur les figures 2a et 3a. Cette caractéristique permet d’obtenir une matrice régulière assurant ainsi une bonne homogénéité d’éclairage sur l’ensemble des dimensions de l’écran à cristaux liquides 30. Il est à noter que cette caractéristique ne concerne pas les éléments optiques 21 situés sur les bords de la pièce optique, pour lesquels lesdites intersections forment une portion de carré.
Selon un mode de réalisation alternatif les intersections entre chacun des éléments optiques 21 et l’ensemble des éléments optiques 21 adjacents qui l’entourent forment un hexagone. Cette caractéristique permet de réduire les écarts de distance entre le centre et le périmètre, formé par l’hexagone, de chaque élément optique 21 et ainsi d’assurer une bonne homogénéité d’éclairage de l’écran à cristaux liquides 30 en regard de chacun des éléments optiques 21 . Il est à noter que cette caractéristique ne concerne pas les éléments optiques 21 situés sur les bords de la pièce optique, pour lesquels lesdites intersections forment une portion d’hexagone.
Nous allons maintenant examiner la forme des éléments optiques 21 de la pièce optique 20, selon un premier mode de réalisation (figures 2a et 2b), et selon un deuxième mode de réalisation (figures 3a et 3b). La figure 2a montre un détail de la pièce optique et du support des sources lumineuses, selon un premier mode de réalisation de l’invention, vus en perspective. La figure 2b est une vue de ces éléments selon la section A-A représentée sur la figure 2a, dans laquelle l’écran à cristaux liquides a été ajouté.
Comme mentionné ci-dessus les intersections entre chacun des éléments optiques 21 et l’ensemble des éléments optiques 21 adjacents qui l’entourent forment un carré. Ainsi les éléments optiques 21 forment chacun un carré délimité par les traits pointillés visibles sur la figure 2a. Les éléments optiques 21 situés sur les bords de la pièce optique 20 forment chacun une portion de carré. Chaque élément optique 21 comprend face d’entrée de lumière 22, orientée vers la source de lumière 11 associée, et une face de sortie de lumière 23, orientée vers l’écran à cristaux liquides 30. La face d’entrée de lumière 22 comporte une zone centrale 221 formée d’un dioptre bombé, et une zone périphérique 222 en forme de dent annulaire et comportant un dioptre d’entrée de lumière 2221 et d’une face de réflexion totale de la lumière 2222.
Les rayons issus de la source lumineuse 11 qui impactent la zone centrale 221 entre dans l’élément optique 21 par le dioptre bombé et sont transmis directement vers la face de sortie de lumière 23. Les rayons issus de la source lumineuse 11 qui impactent la zone périphérique 222 entre dans l’élément optique 21 par le dioptre d’entrée de lumière 2221 et se réfléchissent pour la plupart sur la face de réflexion totale de la lumière 2222 pour être dirigés vers la face de sortie de lumière 23. Certains rayons vont directement du dioptre d’entrée de lumière 2221 vers la face de sortie de lumière 23, sans se réfléchir sur la face de réflexion totale de la lumière 2222.
La face de sortie de lumière 23 comporte une zone centrale 231 formant une cavité et entourée d’une zone périphérique 232. Les zones périphériques 232 de éléments optiques 21 sont reliées entre elles et forment un élément connexe, c’est-à- dire continue et sans décrochement, essentiellement plan au sein duquel les cavités formées par les zones centrales 231 sont situées. Chaque zone centrale forme un disque essentiellement plan relié à la zone périphérique 232 par une marche ou un décrochement. Les surfaces des zones centrales 231 et des zones périphériques 232 comportent un billage. Le billage présente les même caractéristiques dimensionnelles (taille, courbure) sur l’ensemble de la pièce optique 20 afin d’assurer une homogénéité d’aspect sur l’ensemble de ladite pièce optique 20. Alternativement le billage peut présenter des caractéristiques dimensionnelles différentes selon la zone de la pièce optique 20 afin d’être adapté à des configuration particulière de la pièce optique 20, par exemple lorsque celle-ci présente une courbure dans certaines zones.
La figure 3a montre une vue similaire à celle de la figure 2a, sur laquelle seule la pièce optique est représentée, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. La figure 3b est une vue de la pièce optique selon la section B-B représentée sur la figure 3a.
Comme cela est visible sur la figure 3a, la pièce optique selon ce mode de réalisation diffère du mode de réalisation de la figure 2a en ce que la face de sortie de lumière 23 des éléments optiques 21 ne comporte pas de billage. La zone centrale 231 , formant une cavité par rapport à la zone périphérique 232, est constituée d’une face essentiellement plane présentant en son centre un renfoncement 2311 de contour circulaire, concentrique avec le disque formé par la zone centrale 231 .
Les zones centrales 231 forment donc une série de cavités en creux par rapport à la surface connexe formée par les zones périphériques 232 jointives des éléments optiques 21 , chaque cavité étant pourvue d’un renfoncement 2311 central.
Sur la figure 3b on voit que la face d’entrée de lumière 22 présente la même structure que sur la figure 2b, c’est-à-dire une zone centrale 221 formée d’un dioptre bombé, et une zone périphérique 222 en forme de dent annulaire et comportant un dioptre d’entrée de lumière 2221 et d’une face de réflexion totale de la lumière 2222. Bien que non représentés, les sources lumineuses ainsi que l’écran à cristaux liquides ont la même position relative que sur la figure 2a. Les renfoncements 2311 ont une forme courbée dont la concavité est orientée en direction de l’écran à cristaux liquides.
La figure 4a représente une vue en perspective du module d’affichage incluant un élément d’habillage et la figure 4b une vue en coupe selon l’axe C-C de la figure 4a.
En plus des éléments décrits en lien avec les figures 1 à 3b, le module d’affichage 1 comprend en plus un élément d’habillage 40 qui fait liaison mécanique entre le support 15 des sources lumineuses 11 et l’écran à cristaux liquides 30.
L’élément d’habillage 40 entoure la pièce optique 20 et les sources lumineuses 11 . Il est positionné par rapport au support 15 par des pions 41 qui traversent ledit support 15. Il est fixé sur le support 15 à l’aide de vis 60. D’autres moyens de positionnement et/ou fixation sont utilisables, comme par exemple des pattes, des clips, des bouterolles.
A une autre extrémité, l’élément d’habillage 40 présente un épaulement 42 destiné à recevoir l’écran à cristaux liquides 30. Ce dernier est maintenu dans l’épaulement par un cache 50 fixé sur l’élément d’habillage 40. Ainsi l’écran à cristaux liquides 30 est pris en sandwich entre l’épaulement d’une part et le cache d’autre part. Le cache présente une ouverture centrale 55 permettant à la lumière issue du module de se propager vers l’extérieur. La fixation du cache 50 sur l’élément d’habillage 40 est faite par plusieurs pattes
51 présentant un trou qui coopère avec un ergot 43 associé à ladite patte. Ce mode de fixation, déporté vers l’arrière du module d’affichage 1 par rapport à la direction d’observation en utilisation normale dudit module, permet de limiter la visibilité de la fixation. D’autres moyens de fixation sont possibles, par exemple le vissage ou le collage.
L’élément d’habillage présente une face intérieure de couleur claire, en particulier de couleur blanche, afin d’améliorer l’homogénéité d’aspect allumé du module d’affichage 1. Grâce à cette structure, le module d’affichage 1 présente une bonne compacité et une bonne tenue à la déformation et/ou à la dégradation lors de manipulation par un opérateur lors de l’assemblage du module d’affichage, permettant ainsi l’implantation facile dudit module d’affichage dans un feu ou un projecteur automobile.

Claims

REVENDICATIONS
1. Module d’affichage (1 ) pour véhicule automobile comportant:
- une matrice (10) de sources lumineuses (11), les sources lumineuses (11) émettant des rayons lumineux selon une direction d’émission commune (X), lorsqu'elles sont alimentées en électricité ;
- un écran à cristaux liquides (30) ;
- une pièce optique (20) recevant, selon ladite direction d’émission commune (X), des rayons lumineux émis par les sources lumineuses (11) et les transmettant vers l’écran à cristaux liquides (30) selon cette dite direction d’émission commune (X), la pièce optique (20) comportant une pluralité d’éléments optiques (21).
2. Module d’affichage (1) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu’au moins un élément optique (21) est un collimateur, de préférence tous les éléments optiques (21) étant des collimateurs.
3. Module d’affichage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les éléments optiques (21) ont des dimensions identiques ou similaire.
4. Module d’affichage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments optiques (21) sont agencés selon une matrice d’éléments optiques, en correspondance avec la matrice (10) de sources lumineuses
(11 ).
5. Module d’affichage (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la matrice d’éléments optiques est alignée sur la matrice (10) de sources lumineuses (11).
6. Module d’affichage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque élément optique (21) comporte une face d’entrée de lumière (22) en regard de laquelle est disposée une source lumineuse (11).
7. Module d’affichage (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pièce optique (20) est monobloc.
8. Module d’affichage (1 ) selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la face d’entrée (22) de lumière de l’au moins un collimateur à une forme de cylindre creux ouvert à l’une de ses extrémités, et fermé par une face bombée à l’autre extrémité.
9. Module d’affichage (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque source lumineuse (11 ) en regard d’un collimateur est située à l’intérieur du cylindre creux, du côté de l’extrémité où il est ouvert, chaque collimateur comportant une face de sortie de lumière (23) par laquelle la lumière sort du module d’affichage.
10. Module d’affichage (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite face de sortie de lumière (23) comporte des motifs optiques.
11 . Module d’affichage (1 ) selon l’une quelconque des revendications 9 à 10, caractérisé en ce que les faces de sortie de lumière (23) de chaque collimateur sont alignées selon un plan de sortie.
12. Module d’affichage (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’écran à cristaux (30) liquides est parallèle au plan de sortie.
13. Module d’affichage (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sources lumineuses (11 ) sont disposées sur un support (15) commun de couleur claire, en particulier de couleur blanche, et parallèle à l’écran à cristaux liquides.
14. Module d’affichage (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le support (15) est plan.
15. Module d’affichage (1 ) selon l’une quelconque des revendications 13 à 14 caractérisé en ce qu’il comprend en plus un élément d’habillage (40) qui fait liaison mécanique entre le support (15) et l’écran à cristaux liquides (30), et qui entoure les sources lumineuses (11 ) et l’élément optique (20).
16. Module d’affichage (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’élément d’habillage (40) présente une face intérieure de couleur claire, en particulier de couleur blanche.
17. Dispositif lumineux pour véhicule automobile comprenant :
- un boîtier ;
- un module d’affichage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes ; caractérisé en ce que le module d’affichage (1) est disposé à l’intérieur du boîtier.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021129672A1 (de) 2021-11-15 2023-05-17 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10308703A1 (de) 2003-02-28 2004-11-11 Audi Ag Kraftfahrzeugscheinwerfer
WO2017157624A1 (fr) * 2016-03-16 2017-09-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Projecteur pour un véhicule automobile
DE102017100818A1 (de) 2017-01-17 2018-07-19 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer Lichtverteilung für Fahrzeuge
DE102017118139A1 (de) 2017-08-09 2019-02-14 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
EP3486555A1 (fr) * 2017-11-21 2019-05-22 ZKW Group GmbH Module d'éclairage pour phare de véhicule automobile

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10308703A1 (de) 2003-02-28 2004-11-11 Audi Ag Kraftfahrzeugscheinwerfer
WO2017157624A1 (fr) * 2016-03-16 2017-09-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Projecteur pour un véhicule automobile
DE102017100818A1 (de) 2017-01-17 2018-07-19 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer Lichtverteilung für Fahrzeuge
DE102017118139A1 (de) 2017-08-09 2019-02-14 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
EP3486555A1 (fr) * 2017-11-21 2019-05-22 ZKW Group GmbH Module d'éclairage pour phare de véhicule automobile

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021129672A1 (de) 2021-11-15 2023-05-17 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
WO2023083634A1 (fr) * 2021-11-15 2023-05-19 HELLA GmbH & Co. KGaA Dispositif d'éclairage conçu pour un véhicule automobile

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