WO2014020249A1 - Vitrage apte a produire un faisceau de lumiere selon une direction donnee au moyen de leds integrees - Google Patents

Vitrage apte a produire un faisceau de lumiere selon une direction donnee au moyen de leds integrees Download PDF

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WO2014020249A1
WO2014020249A1 PCT/FR2013/051449 FR2013051449W WO2014020249A1 WO 2014020249 A1 WO2014020249 A1 WO 2014020249A1 FR 2013051449 W FR2013051449 W FR 2013051449W WO 2014020249 A1 WO2014020249 A1 WO 2014020249A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glazing
light
lamination
interlayer
membrane
Prior art date
Application number
PCT/FR2013/051449
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English (en)
Inventor
Frederic Guidez
Gerard Jeuffe
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
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 Peugeot Citroen Automobiles Sa filed Critical Peugeot Citroen Automobiles Sa
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    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
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    • B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10036—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60Q3/00—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/20—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors for lighting specific fittings of passenger or driving compartments; mounted on specific fittings of passenger or driving compartments
    • B60Q3/208—Sun roofs; Windows

Definitions

  • the invention is in the field of vehicle glazing, for example of motor vehicles, and concerns in particular light windows and vehicles having such glazings.
  • the invention is also directed to the methods of manufacturing such glazings.
  • the lamination interlayer is for example a sheet of polymeric material comprising polyvinyl butyral (PVB), an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) or a thermoplastic polyurethane (TPU).
  • the glass sheets are sheets of mineral glass and / or organic glass.
  • the organic glass may be composed of polycarbonate, polymethylmethacrylate, polyamide, or any other material known to those skilled in the art for such an application.
  • the different glass sheets used may have identical or different compositions. For example, one of the sheets may consist of one mineral glass and the other of an organic glass.
  • a black serigraphy is affixed on its periphery delimiting a glass clear.
  • FIG. 1 shows an example of luminous glazing according to the prior art, known for example from document EP1886804 that can be used in particular for application to a vehicle ceiling lamp.
  • the laminated glazing 1 is made bright by incorporating at least one set of LEDs 3 between a glass plate 5 and a plate 7 of a heat-conducting material, for example a metal plate.
  • the LEDs 3 are arranged in a spacer sheet 9 and fed by a power supply circuit 1 1.
  • an insulating strip 13 is inserted between the conductive plate 7 of heat and the insert 9. It is possible to put the LEDs on the glass plate and associate them with reflective elements to reflect the luminous flux.
  • the document WO2009 / 087583 describes a laminated glazing unit in which LEDs are integrated.
  • the LEDs are arranged between the two sheets of glass, at the level of the interlayer of lamination. They are placed opposite operable reflectors allowing the passage of a state "reflection of light” to a state "light emission”.
  • the invention aims to meet at least one of the drawbacks encountered in the prior art, and in particular the invention proposes a new light glazing capable of producing lighting with a luminous flux directed to a specific location.
  • the subject of the invention is a laminated glass pane comprising at least two glass sheets separated by at least one lamination interlayer, the pane further comprising, at the level of the lamination interlayer (s), at least one diode electroluminescent device capable of emitting light rays, remarkable in that the diode or diodes are arranged facing at least one reflecting device configured to concentrate and reflect the rays in a given direction.
  • the assembly may comprise one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination: - the glazing is a luminous glazing.
  • the reflecting device comprises at least one micro-reflector, preferably it comprises a plurality of micro-reflectors.
  • the light emitting diode (s) and the reflecting device (s) are arranged in a recess of the interlayer (s).
  • the glazing further comprises an antisolar layer, reflective or absorbent, disposed between the lamination interlayer comprising the reflector device or devices and a glass sheet, preferably the glass sheet is the outer sheet.
  • the glazing comprises at least two lamination interleaves superimposed, the light emitting diode (s) are disposed at a first lamination interlayer and the reflective device or devices are arranged at a second lamination interlayer.
  • the first lamination interlayer comprising the diodes is an electroconductive layer made of polyethylene terephthalate (PET), and the first interlayer is interposed between the second lamination interlayer and a third lamination interlayer made of PVB, TPU or EVA.
  • PET polyethylene terephthalate
  • one of the glass sheets carries, on the face of the glass sheet in contact with a lamination interlayer, a supply circuit for the light-emitting diodes (LEDs).
  • LEDs light-emitting diodes
  • the reflective device or devices comprise at least one elliptical or truncated pyramidal paraboloid-shaped microscope device open towards the light-emitting diodes.
  • At least one micro-reflector device is in the form of an elliptical paraboloid and is dimensioned and positioned so that a light-emitting diode (LED) is disposed at the focus of said paraboloidal form.
  • LED light-emitting diode
  • the light emitting diode are oriented to emit their light rays towards the reflective device or devices.
  • the glazing comprises a sheet of colorless glass laminated with a colored glass sheet, and the reflecting device or devices are oriented to reflect the light rays coming from the light emitting diode (LEDs) towards the colorless glass sheet.
  • LEDs light emitting diode
  • the reflective device or devices are configured to reflect and direct the visible and / or ultraviolet light rays in a beam showing a non-right angle relative to the surface of the glass sheet traversed by the light rays.
  • the reflecting device or devices are configured to reflect and direct the visible and / or ultraviolet light rays in a beam showing a right angle with respect to the surface of the glass sheet traversed by the light rays.
  • the reflecting device or devices are formed by a reflecting membrane having at least one relief forming an elliptical or truncated pyramidal paraboloid-shaped micro-reflector device.
  • the membrane is a flexible metal membrane.
  • the membrane is made of plastic material with at least one face capable of reflecting visible and / or ultraviolet light radiation, preferably the membrane is made of a polymer material capable of conducting heat.
  • the heat-conducting polymer material is a material comprising a thermoplastic polymer polymer matrix such as polycarbonate, polyethylene, or polypropylene, loaded with a heat-conducting material such as aluminum, copper, magnesium , or carbon.
  • the membrane is in contact with one of the glass sheets and said glass sheet bears tracks, for example metal or conductive oxides of the ITO (indium tin oxide) type, or a conductive heat layer in order to diffuse the heat harvested by the membrane in order to evacuate it by diffusion.
  • tracks for example metal or conductive oxides of the ITO (indium tin oxide) type, or a conductive heat layer in order to diffuse the heat harvested by the membrane in order to evacuate it by diffusion.
  • the glazing has a thickness greater than or equal to 4.5 mm, preferably it has a thickness less than or equal to 7 mm.
  • the glazing is mounted on a vehicle and the glass sheet carrying a diode supply circuit is the inner sheet, that is to say the sheet disposed in the passenger compartment.
  • the outer sheet is in contrast, the sheet exposed to the outside of the vehicle.
  • the membrane has an asymmetrical shape used as a key during its assembly in the glazing.
  • the glazing is a windshield or a rear window of a vehicle or a side window of a vehicle or a panoramic roof of a vehicle.
  • the invention also relates to a reflective device comprising at least one micro-reflector for a glazing as defined above.
  • the invention also relates to a remarkable vehicle in that it has a glazing as defined above.
  • the invention consists in a first aspect to provide a laminated light glazing, for which light is emitted directly into the glazing.
  • the light is emitted in a direction opposite to its final direction and then sent back in its final direction by reflection.
  • the light is intended to illuminate the passenger compartment of a vehicle then, at first, it will be emitted in a direction opposite to the passenger compartment and then be reflected, in a second step, in the direction of the vehicle. cabin by means of an optical device capable of concentrating the light rays and directing them in a given direction.
  • the invention proposes to collect the light emitted by a diode to restore it as a collimated beam, that is to say, to concentrate and direct in a predefined direction.
  • the beams of the beam are substantially parallel.
  • the invention makes it possible, for example, to form a reading light in a luminous glazing unit.
  • the light extracting device makes it possible to direct a light beam in a direction chosen to present either a right angle or a non-right angle, with the surface of the glazing. It then becomes possible to position the light extraction and scattering device at the edge of the glazing and to project the light beam by giving it an inclination with the face of the glazing from which it is emitted. The light beam can then be emitted at the edge of the glazing and be projected towards a relatively central position of the passenger compartment. As a result, the risk passenger or driver glare and / or the risk of reflection on the rearview mirror or on the dashboard is reduced.
  • the light rays form a beam of concentrated rays whose luminous intensity is thus increased. It is therefore possible from a conventional light source to illuminate with greater intensity and dazzle less.
  • the reflecting device is a membrane providing the dual function of reflector and heat sink collecting the heat emitted by the LEDs for its evacuation.
  • the glazing comprises two superimposed lamination interleaves, one receiving the LEDs and the other receiving the reflecting device.
  • the two dividers are perforated for this purpose.
  • the recess presented by the interlayer receiving the diodes is smaller than that receiving the reflective device in the form of a membrane so as to create a flange on which the reflective device rests and thus keep it at a distance from the LEDs.
  • This arrangement is particularly advantageous for positioning the light flux generating element at the focal point of the microreflectors of the reflecting device on the one hand.
  • FIG. 1 shows a light glazing with a light extracting device according to the prior art
  • FIG. 2 shows a luminous glazing with a light device according to the invention
  • FIG. 3 illustrates the mode of operation of the invention
  • FIG. 4 is another view of an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a luminous laminated glazing unit comprising an outer glass sheet 17 and a superimposed internal glass sheet 19, between which at least one laminating interlayer 21 made of plastic material is arranged.
  • the glazing 15 comprises at least one light-emitting diode 23 or LED arranged facing at least one reflecting device 25.
  • the invention is described in relation to a projection of visible light, but can be applied to other types of radiation such as ultraviolet radiation.
  • the invention is described in the context of a glazing forming the panoramic roof of a vehicle, but other applications can be envisaged.
  • the LEDs 23 and the reflecting devices 25 are arranged at the level of the lamination interlayer 21, preferably in a recess of the lamination interlayer 21.
  • the LEDs may also, in known manner, be embedded in an electroconductive layer of polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • the LEDs 23 are fixed to a conductive circuit 27 carried by the inner sheet 19 and disposed on its outer face 29 (or first face) opposite to its inner face 31 (or second face ), that is to say on its face 29 in contact with the insert 21.
  • the conductive circuit 27 consists, for example, of thin electrical wires or of a conductive layer carried by the glass sheet 19.
  • This conductive layer may, in known manner, be composed of conductive oxide such as an oxide layer. tin doped with fluorine or antimony (ITO) which has the advantage of being transparent to visible light.
  • the conductive circuit 27 is supplied with electricity by power supply means 39 at the edge of the glazing 15.
  • the LEDs used in the context of the invention are small, preferably less than 1 mm, if possible less than 0.75. mm. If the size of the LEDs used so requires, the skilled person may choose to use lamination interleaves 21 showing a greater thickness than those conventionally used, that is to say a thickness greater than 0.76 mm, or two interposed sheets 21 superimposed between the internal glass sheets 19 and outer 17 are interposed.
  • the interlayer (s) 21 for lamination have a thickness greater than or equal to the thickness presented by the assembly. formed by the LEDs 23 and the reflective device or devices 25. It is indeed necessary to avoid, on the one hand any crushing of the LEDs 23 which would be likely to damage them, and on the other hand any crushing of the reflective devices 25 which would be likely to change their orientation or focus.
  • the LEDs 23 are thus disposed on the outer face 29 of the inner sheet 19 and oriented so that the light flux generating element faces the outer sheet 17. It is understood that the luminous flux is oriented in an opposite direction at its final direction. For example, when the invention is applied to the formation of a reading light in a panoramic roof of a vehicle, the luminous flux is thus directed towards the outside of the passenger compartment and then reflected towards the passenger compartment. as we are going to see it now.
  • At least one reflecting device 25 is arranged facing the LEDs 23, and interposed between the two sheets of glass at the level of the interlayer 21 lamination.
  • the Reflective devices 25 comprise at least one micro-reflector 41 and preferably a plurality of micro-reflectors 41 aligned in a grid or in any other arrangement that can be envisaged, for example in a circular arrangement.
  • each micro-reflector 41 is associated with an LED 23 with which it is aligned.
  • the skilled person to have between 4 and 10 LEDs 23 in at least one circle, the LEDs 23 being separated by at least 1 cm to promote good heat dissipation that they produce.
  • the micro-reflectors 41 are reflective optical devices in the form of an elliptical paraboloid (or paraboloid of revolution) and capable of projecting light in a particular direction.
  • Other forms are conceivable by those skilled in the art such as truncated pyramidal forms, for example.
  • the important thing for the optical device is to reflect the light by focusing it and directing it in a given direction.
  • the micro-reflectors 41 are dimensioned and positioned so that the LEDs 23 with which they are associated are arranged at their focus. In this way, the light emitted by the LEDs 23 is projected, by reflection, in a given direction, towards the inner sheet 19, so according to our example, towards the passenger compartment of the vehicle.
  • the light rays are projected in the opposite direction to their direction of emission.
  • the micro-reflectors 41 act as projectors directing the light they capture in a given direction.
  • FIG. 3 we see how the light 35 is emitted from the LEDs 23 towards the micro-reflectors 25 to be reflected in the form of a collimated beam 37 towards the passenger compartment of the vehicle.
  • the reflecting device 25 comprising at least one micro-reflector 41 is for example formed of a flexible membrane.
  • the micro-reflectors 41 form a relief on this membrane that can be obtained by punching.
  • the membrane is a metal membrane or a plastic membrane of which at least one face is reflective.
  • the membrane is preferably made of a polymer material capable of conducting heat so as to evacuate the heat produced by the LEDs.
  • it is composed in known manner of a material comprising a polymer matrix in thermoplastic polymer such as polycarbonate, polyethylene, or polypropylene, loaded with a heat-conducting material such as aluminum, copper, magnesium, or carbon.
  • the membrane to act as a heat sink collecting and diffusing the heat emitted by the LEDs 23.
  • the use of heat sinks will be considered by those skilled in the art if the number of LEDs employed is relatively high and / or if their respective spacing from each other is not sufficient to ensure a natural evacuation of sufficient heat to guarantee their performance.
  • the laminating interlayer 21 is partially or completely perforated so as to accommodate the membrane having the reliefs forming micro-reflectors 41 and the LEDs 23 in a recess 33.
  • the micro-reflectors 41 are positioned in the hollow volume 33 of the or interleaves 21 so that each LED 23 is disposed at the focus of one of the parabolic micro-reflectors.
  • the glazing comprises two superimposed lamination interleaves (21 to 21 b).
  • the LEDs 23 are disposed at a first interlayer 21 a lamination and the reflective device or devices 25 are arranged at a second lamination interlayer 21 b.
  • the recess of the spacer 21 receiving the LEDs 23 is smaller than that 21 b receiving the membrane of the reflecting device 25 so as to form a flange 43 for supporting the membrane.
  • This arrangement is particularly advantageous in that it allows the creation of an air gap between the LEDs 23 and the heat conductive membrane of the reflecting device 25 which will isolate them electrically.
  • the membrane when it is metallic or coated with a metal reflective layer will not only be heat conductor but also electricity.
  • the glazing has a thickness greater than or equal to 4.5 mm.
  • the glazing has a thickness of less than or equal to 7 mm, mainly in order to limit the weight that it can present.
  • the reflecting device 25 When the reflecting device 25 is formed by a punched membrane, it will advantageously have an asymmetrical shape and intended to take a position in the perforation of the intermediate sheet of complementary shape. This configuration facilitates the alignment of micro-reflectors 41 and LEDs 23.
  • the glazing constitutes a substantial part or even the entire surface of the roof of the vehicle
  • the outer sheet 17 will be colored.
  • the inner sheet 19 through which the luminous flux is projected is preferably colorless. It will therefore be understood that the light-emitting diode supply circuit 27 is carried by the colorless glass sheet 19 through which the luminous flux is reflected.
  • the glazings according to the invention may also comprise functional layers such as, for example, absorbent and / or reflective antisolar layers 45.
  • Such antisolar layers 45 for example based on tin oxides, are known to those skilled in the art and will not be described further herein.
  • the antisolar layer 45 is disposed between the intermediate layer 21b comprising the reflecting device 25 and the outer glass sheet 17 so as not to hinder the projection of light towards the passenger compartment.
  • the presence of an antisolar layer 45 also contributes to the diffusion of the heat collected by the membrane of the reflecting device 25 for its evacuation.
  • the outer glass sheet 17, in contact with the membrane carries tracks, may for example carry metal tracks, or a heat conductive layer to diffuse the heat collected by the membrane for its evacuation.
  • the micro-reflectors 41 can be oriented so as to reflect the light perpendicular to the internal sheet 19. It is also possible to configure or orient the micro-reflectors 41 so as to direct the light at a non-right angle with respect to the face 29 of the glass sheet 19 carrying the LEDs 23 as illustrated in FIG. is particularly advantageous for minimizing the possible annoyance generated by the light extraction and scattering means. These can indeed be offset from the place to illuminate within the cabin.
  • the first lamination interlayer comprising the diodes is an electroconductive layer of polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • This first interlayer is then interposed between the second lamination interlayer and a third lamination interlayer PVB, TPU or EVA, materials that offer good adhesion to glass as PET.
  • the invention is described in the context of the realization of a reading light on a panoramic glass roof, it has other applications such as for example a rear light formed on the rear window of a vehicle.
  • the reflecting devices and the LEDs are arranged to reflect the light beam towards the outside of the vehicle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangements Of Lighting Devices For Vehicle Interiors, Mounting And Supporting Thereof, Circuits Therefore (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

L'invention concerne un vitrage (15) en verre feuilleté comprenant au moins deux feuilles (17; 19) de verre séparées par au moins un intercalaire (21) de feuilletage, le vitrage comprenant en outre, au niveau du ou des intercalaires (21) de feuilletage, au moins une diode électroluminescente (23) apte à émettre des rayons lumineux (35), remarquable en ce que la ou les diodes sont disposées en regard d'au moins un dispositif réfléchissant (25) configuré pour concentrer et réfléchir les rayons (35) selon une direction donnée.

Description

VITRAGE APTE A PRODUIRE UN FAISCEAU DE LUMIERE SELON UNE DIRECTION DONNEE AU MOYEN DE LEDS INTEGREES
L'invention se situe dans le domaine des vitrages de véhicule, par exemple de véhicules automobiles, et concerne en particulier les vitrages lumineux et les véhicules présentant de tels vitrages. L'invention s'adresse également aux procédés de fabrication de tels vitrages.
Il est connu de placer des vitrages lumineux par exemple sur les toits panoramiques ou sur les lunettes arrière des véhicules. Ces vitrages sont classiquement composés d'au moins deux feuilles de verre superposées entre lesquelles est placé au moins un intercalaire de feuilletage, en matériau plastique. L'intercalaire de feuilletage est par exemple une feuille en matériau polymère comprenant du polyvinyle de butyral (PVB), un copolymère éthylène/acétate de vinyle (EVA) ou un polyuréthane thermoplastique (TPU). Les feuilles en verre sont des feuilles en verre minéral et/ou en verre organique. Le verre organique peut être composé en polycarbonate, en polyméthacrylate de méthyle, en polyamide, ou en tout autre matériau connu de l'homme du métier pour une telle application. Les différentes feuilles en verre utilisées peuvent présenter des compositions identiques ou différentes. Par exemple, une des feuilles peut être constituée d'un verre minéral et l'autre d'un verre organique. Une sérigraphie noire est apposée sur son pourtour délimitant un clair de vitre.
La figure 1 représente un exemple de vitrage lumineux selon l'art antérieur, connu par exemple du document EP1886804 utilisable notamment pour une application à un plafonnier de véhicule. Le vitrage feuilleté 1 est rendu lumineux par incorporation d'au moins un ensemble de LEDs 3 entre une plaque de verre 5, et une plaque 7 d'un matériau conducteur de chaleur, par exemple une plaque de métal. Les LEDs 3 sont disposés dans une feuille intercalaire 9 et alimentées par un circuit d'alimentation 1 1 . Lorsque le circuit d'alimentation est porté par la plaque conductrice de chaleur une bande isolante 13 est insérée entre la plaque conductrice 7 de chaleur et l'intercalaire 9. Il est possible de poser les LEDs sur la plaque de verre et de les associer à des éléments réflecteurs permettant de réfléchir le flux lumineux.
Le document WO2009/087583 décrit un vitrage feuilleté dans lequel sont intégrées des LEDs. Les LEDs sont disposées entre les deux feuilles de verres, au niveau de l'intercalaire de feuilletage. Elles sont placées en regard de réflecteurs actionnables permettant le passage d'un état « réflexion de lumière » à un état « émission de lumière ».
L'un des inconvénients rencontrés est que le procédé d'émission de lumière via des diodes disposées derrière une plaque de verre va la diffuser dans toutes les directions et générer une lumière qui éclaire l'ensemble de l'habitacle. Cette diffusion de la lumière génère de l'inconfort par éblouissement pour le conducteur ou les autres passagers, et présente un risque de réflexion sur le tableau de bord, dans les cadrans de conduite et/ou dans le rétroviseur intérieur. Enfin, la diffusion de la lumière dans toutes les directions nuit à son intensité. Il serait donc intéressant de pouvoir émettre de la lumière à la manière d'une liseuse classique, c'est-à-dire de la focaliser et de la diriger vers un emplacement spécifique de l'habitacle.
L'invention a pour objectif de répondre à au moins un des inconvénients rencontrés dans l'art antérieur, et en particulier l'invention propose un nouveau vitrage lumineux capable de produire un éclairage avec un flux lumineux dirigé vers un emplacement spécifique.
A cet effet, l'invention a pour objet un vitrage en verre feuilleté comprenant au moins deux feuilles de verre séparées par au moins un intercalaire de feuilletage, le vitrage comprenant en outre, au niveau du ou des intercalaires de feuilletage, au moins une diode électroluminescente apte à émettre des rayons lumineux, remarquable en ce que la ou les diodes sont disposées en regard d'au moins un dispositif réfléchissant configuré pour concentrer et réfléchir les rayons selon une direction donnée.
Selon des modes particuliers de réalisation, l'ensemble peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le vitrage est un vitrage lumineux.
- le dispositif réfléchissant comprend au moins un micro-réflecteur, de préférence il comprend une pluralité de micro-réflecteurs.
- la ou les diodes électroluminescentes et le ou les dispositifs réfléchissants sont disposés dans un évidement du ou des intercalaires.
- le vitrage comprend en outre une couche antisolaire, réfléchissante ou absorbante, disposée entre l'intercalaire de feuilletage comprenant le ou les dispositifs réflecteur et une feuille de verre, de préférence, la feuille de verre est la feuille externe.
- le vitrage comprend au moins deux intercalaires de feuilletage superposés, la ou les diodes électroluminescentes sont disposées au niveau d'un premier intercalaire de feuilletage et le ou les dispositifs réfléchissants sont disposés au niveau d'un deuxième intercalaire de feuilletage.
- le premier intercalaire de feuilletage comprenant les diodes est une couche électroconductrice en polyéthylène téréphtalate (PET), et le premier intercalaire est intercalé entre le deuxième intercalaire de feuilletage et un troisième intercalaire de feuilletage en PVB, TPU ou EVA.
- une des feuilles de verre porte, sur la face de la feuille de verre en contact avec un intercalaire de feuilletage, un circuit d'alimentation des diodes électroluminescentes (LEDs).
- le ou les dispositifs réfléchissants comprennent au moins un dispositif microréflecteur en forme de paraboloïde elliptique ou en forme de pyramide tronquée ouvert en direction des diodes électroluminescentes.
- au moins un dispositif micro-réflecteur est en forme de paraboloïde elliptique et est dimensionné et positionné pour qu'une diode électroluminescente (LED) soit disposée au foyer de ladite forme paraboloïde.
- la ou les diodes électroluminescentes (LEDs) sont orientées pour émettre leurs rayons lumineux en direction du ou des dispositifs réfléchissants.
- le vitrage comprend une feuille de verre incolore feuilletée avec une feuille de verre colorée, et le ou les dispositifs réfléchissants sont orientés pour réfléchir les rayons lumineux en provenance de la ou des diodes électroluminescentes (LEDs) en direction de la feuille de verre incolore.
- le ou les dispositifs réfléchissants sont configurés pour réfléchir et diriger les rayons de lumière visible et/ou ultraviolette en un faisceau montrant un angle non droit par rapport à la surface de la feuille de verre traversée par les rayons lumineux.
- le ou les dispositifs réfléchissants sont configurés pour réfléchir et diriger les rayons de lumière visible et/ou ultraviolette en un faisceau montrant un angle droit par rapport à la surface de la feuille de verre traversée par les rayons lumineux.
- le ou les dispositifs réfléchissants sont formés par une membrane réfléchissante présentant au moins un relief formant un dispositif micro-réflecteur en forme de paraboloïde elliptique ou en forme de pyramide tronquée.
- la membrane est une membrane souple métallique.
- la membrane est en matériau plastique avec au moins d'une face apte à réfléchir un rayonnement de lumière visible et/ou ultraviolette, de préférence la membrane est en un matériau polymère apte à conduire la chaleur.
- le matériau polymère apte à conduire la chaleur est un matériau comprenant une matrice polymère en polymère thermoplastique tel que du polycarbonate, du polyéthylène, ou du polypropylène, chargé avec un matériau conducteur de chaleur tel que de l'aluminium, du cuivre, du magnésium, ou du carbone.
- la membrane est en contact avec une des feuilles de verre et ladite feuille de verre porte des pistes, par exemple métalliques ou d'oxydes conducteur de type ITO (indium tin oxyde), ou une couche conductrice de chaleur afin de diffuser la chaleur récoltée par la membrane en vue de son évacuation par diffusion.
- le vitrage présente une épaisseur supérieure ou égale à 4,5 mm, de préférence il présente une épaisseur inférieure ou égale à 7 mm.
- le vitrage est monté sur un véhicule et la feuille de verre portant un circuit d'alimentation des diodes est la feuille interne, c'est-à-dire la feuille disposée dans l'habitacle. La feuille externe est par opposition, la feuille exposée à l'extérieur du véhicule. - la membrane a une forme asymétrique servant de détrompeur lors de son montage dans le vitrage.
- Le vitrage est un pare-brise ou une lunette arrière de véhicule ou une vitre latérale de véhicule ou un toit panoramique de véhicule.
L'invention a également pour objet un dispositif réfléchissant comprenant au moins un micro-réflecteur pour un vitrage tel que défini plus avant.
L'invention a encore pour objet un véhicule remarquable en ce qu'il présente un vitrage tel que défini plus haut.
Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention consiste selon un premier aspect à proposer un vitrage lumineux feuilleté, pour lequel la lumière est émise directement dans le vitrage. La lumière est émise dans une direction opposée à sa direction finale pour être renvoyée ensuite selon sa direction finale par réflexion. Par exemple, si la lumière est destinée à éclairer l'habitacle d'un véhicule alors, dans un premier temps, elle sera émise dans une direction opposée audit l'habitacle pour ensuite être réfléchie, dans un deuxième temps, en direction de l'habitacle au moyen d'un dispositif optique apte à concentrer les rayons lumineux et à les diriger selon une direction donnée. L'invention propose de collecter la lumière émise par une diode pour la restituer sous forme de faisceau collimaté, c'est-à-dire de la concentrer et de la diriger selon une direction prédéfinie. De préférence, les rayons du faisceau sont sensiblement parallèles. Ainsi, il est possible d'émettre de la lumière en contrôlant sa diffusion de manière à éviter l'inconfort résultant d'une diffusion dans toutes les directions. L'invention permet par exemple de former une liseuse dans un vitrage lumineux.
Selon un deuxième aspect de l'invention, le dispositif extracteur de lumière permet de diriger un faisceau lumineux selon une direction choisie pour présenter soit un angle droit, soit un angle non droit, avec la surface du vitrage. Il devient alors possible de positionner le dispositif d'extraction et de diffusion de lumière en bordure du vitrage et de projeter le faisceau lumineux en lui donnant une inclinaison avec la face du vitrage d'où il est émis. Le faisceau lumineux peut alors être émis en bordure du vitrage et être projeté vers une position relativement centrale de l'habitacle. De ce fait, le risque d'éblouissement des passagers ou du conducteur et/ou le risque de réflexion sur le rétroviseur intérieur ou sur le tableau de bord est réduit.
Selon un troisième aspect de l'invention, les rayons lumineux forment un faisceau de rayons concentrés dont l'intensité lumineuse est donc augmentée. Il est donc possible à partir d'une source lumineuse classique d'éclairer avec plus d'intensité et en éblouissant moins.
Selon un quatrième aspect, le dispositif réfléchissant est une membrane assurant la double fonction de réflecteur et de puits de chaleur récolatant la chaleur émise par les LEDs en vue de son évacuation. Selon un cinquième aspect, le vitrage comprend deux intercalaires de feuilletage superposés, l'un recevant les LEDs et l'autre recevant le dispositif réfléchissant. Les deux intercalaires sont ajourés à cet effet. L'évidement présenté par l'intercalaire recevant les diodes est de taille inférieure à celui recevant le dispositif réfléchissant sous forme de membrane de manière à créer un rebord sur lequel repose le dispositif réfléchissant et à le maintenir ainsi à une certaine distance des LEDs. Cette disposition est particulièrement avantageuse pour un positionnement de l'élément générateur de flux lumineux au niveau du foyer des microréflecteurs du dispositif réfléchissant d'une part. Il permet également de préserver une lame d'air, électriquement isolante, entre les LEDs et le dispositif réfléchissant agissant comme puits de chaleur. On notera que l'emploi de micro-réflecteurs pour diriger ou faire converger la lumière est connu. Par exemple, le document EP1981 147 concerne un dispositif de réflexion à 90° d'un flux lumineux émis par une LED intégrée ertre une couche transparente et un couvercle par un réflecteur parabolique. La LED est alimentée par une couche mince conductrice intégrée. Enfin, le document US2007002566 concerne un procédé de fabrication d'un écran LCD comportant l'intégration d'une LED sur un substrat transparent et un réflecteur placé au dessus de la LED permettant la réflexion et la concentration des rayons lumineux. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles :
- la figure 1 présente un vitrage lumineux doté d'un dispositif extracteur de lumière selon l'art antérieur ;
- la figure 2 présente un vitrage lumineux doté d'un dispositif lumineux selon l'invention ;
- la figure 3 illustre le mode de fonctionnement de l'invention ;
- la figure 4 est une autre vue d'un exemple de réalisation de l'invention.
- les figures 5 et 6 illustrent les possibilités d'orientation du faisceau lumineux. Sur les différentes figures les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
La figure 1 ayant été commentée en partie introductive, on se référera maintenant à la figure 2 montrant un exemple de réalisation de l'invention. La figure 2 présente un vitrage 15 feuilleté lumineux comprenant une feuille de verre externe 17 et une feuille de verre interne 19 superposées, entre lesquelles au moins un intercalaire 21 de feuilletage en matériau plastique, est disposé. Selon l'invention, le vitrage 15 comprend au moins une diode électroluminescente 23 ou LED disposée en regard d'au moins un dispositif réfléchissant 25. On notera que l'invention est décrite en relation avec une projection de lumière visible, mais peut être appliquée à d'autres types de rayonnements comme par exemple un rayonnement dans l'ultraviolet. De même, l'invention est décrite dans le cadre d'un vitrage formant le toit panoramique d'un véhicule, mais d'autres applications peuvent être envisagées.
Selon l'invention, les LEDs 23 et les dispositifs réfléchissants 25 sont disposés au niveau de l'intercalaire de feuilletage 21 , de préférence dans un évidement de l'intercalaire de feuilletage 21 . Comme nous le verrons plus loin, les LEDs peuvent également, de manière connue, être incrustées dans une couche électroconductrice en polyéthylène téréphtalate (PET). Selon un mode de réalisation de l'invention, la ou les LEDs 23 sont fixées à un circuit conducteur 27 porté par la feuille interne 19 et disposé sur sa face extérieure 29 (ou première face) opposée à sa face intérieure 31 (ou deuxième face), c'est-à-dire sur sa face 29 en contact avec l'intercalaire 21 . Le circuit conducteur 27 est par exemple constitué de fils électriques fins ou par une couche conductrice portée par la feuille de verre 19. Cette couche conductrice peut, de manière connue, être composée d'oxyde conducteur tel qu'une couche d'oxyde d'étain dopé au fluor ou à l'antimoine (ITO) qui présente l'avantage d'être transparente à la lumière visible. Le circuit conducteur 27 est alimenté en électricité par des moyens d'alimentation 39 en bordure du vitrage 15. Les LEDs utilisées dans le cadre de l'invention sont de petite taille, de préférence inférieure à 1 mm, si possible inférieure à 0,75 mm. Si la taille des LEDs utilisées le demande, l'homme du métier pourra choisir d'employer des intercalaires de feuilletage 21 montrant une épaisseur plus importante que ceux classiquement utilisés c'est-à-dire une épaisseur supérieure à 0,76 mm, ou intercaler deux feuilles intercalaires 21 superposées entre les feuilles de verre interne 19 et externe 17. L'important étant on l'a compris, que le ou les intercalaires 21 de feuilletage présentent une épaisseur supérieure ou égale à l'épaisseur présentée par l'ensemble formé par la ou les LEDs 23 et le ou les dispositifs réfléchissants 25. Il convient en effet d'éviter, d'une part tout écrasement des LEDs 23 qui serait susceptible de les détériorer, et d'autre part tout écrasement des dispositifs réfléchissants 25 qui serait susceptible de modifier leur orientation ou leur foyer.
Les LEDs 23 sont donc disposées sur la face externe 29 de la feuille interne 19 et orientées de façon à ce que l'élément générateur de flux lumineux fasse face à la feuille externe 17. On comprend que le flux lumineux est orienté dans une direction opposée à sa direction finale. Ainsi par exemple, lorsque l'invention est appliquée à la formation d'une liseuse dans un toit panoramique de véhicule, le flux lumineux est donc dirigé en direction de l'extérieur de l'habitacle pour ensuite être réfléchi en direction de l'habitacle comme nous allons le voir à présent.
Au moins un dispositif réfléchissant 25 est disposé en regard des LEDs 23, et intercalé entre les deux feuilles de verre au niveau de l'intercalaire 21 de feuilletage. Le ou les dispositifs réfléchissants 25 comprennent au moins un micro-réflecteur 41 et de préférence une pluralité de micro-réflecteurs 41 alignés en quadrillage ou selon toute autre disposition envisageable comme par exemple suivant une disposition circulaire. Avantageusement chaque micro-réflecteur 41 est associé à une LED 23 avec laquelle il est aligné. Dans le cadre d'une application à une liseuse, l'homme du métier pour disposer entre 4 et 10 LEDs 23 en au moins un cercle, les LEDs 23 étant séparées par au moins 1 cm pour favoriser une bonne évacuation de la chaleur qu'elles produisent.
Selon une mise en œuvre préférée de l'invention, les micro-réflecteurs 41 sont des dispositifs optiques réfléchissants en forme de paraboloïde elliptique (ou paraboloïde de révolution) et aptes à projeter la lumière selon une direction particulière. D'autres formes sont envisageables par l'homme du métier comme des formes pyramidales tronquées par exemple. L'important est pour le dispositif optique de réfléchir la lumière en la concentrant et en la dirigeant selon une direction donnée. Les micro-réflecteurs 41 sont dimensionnés et positionnés pour que les LEDs 23 auxquels ils sont associés soient disposées au niveau de leur foyer. De la sorte, la lumière émise par les LEDs 23 est projetée, par réflexion, dans une direction donnée, vers la feuille interne 19, donc selon notre exemple, en direction de l'habitacle du véhicule. Les rayons lumineux sont projetés dans la direction opposée à leur direction d'émission. Les micro-réflecteurs 41 font office de projecteurs dirigeant la lumière qu'ils captent selon une direction donnée. Sur la figure 3, on voit comment la lumière 35 est émise depuis les LEDs 23 en direction des micro-réflecteurs 25 pour être réfléchie sous forme d'un faisceau 37 collimaté en direction de l'habitacle du véhicule.
Selon une mise en œuvre préférée de l'invention illustrée à la figure 4, le dispositif réfléchissant 25 comprenant au moins un micro-réflecteur 41 est par exemple formé d'une membrane souple. Les micro-réflecteurs 41 forment un relief sur cette membrane pouvant être obtenu par poinçonnage. La membrane est une membrane métallique ou une membrane plastique dont au moins une face est réfléchissante. Lorsqu'elle est en plastique, la membrane est préférentiellement en un matériau polymère apte à conduire la chaleur de manière à évacuer la chaleur produite par les LEDs. Par exemple, elle est composée de manière connue en un matériau comprenant une matrice polymère en polymère thermoplastique tel que du polycarbonate, du polyéthylène, ou du polypropylène, chargé avec un matériau conducteur de chaleur tel que de l'aluminium, du cuivre, du magnésium, ou du carbone. Ceci permet à la membrane de faire office de puits de chaleur collectant et diffusant la chaleur émise par les LEDs 23. L'utilisation de puits de chaleur sera à considérer par l'homme du métier si le nombre de LEDs employées est relativement important et/ou si leur écartement respectif les unes des autres n'est pas suffisant pour assurer une évacuation naturelle de la chaleur suffisant pour garantir leurs performances.
L'intercalaire 21 de feuilletage est partiellement ou complètement ajouré de manière à accueillir la membrane présentant les reliefs formant des micro-réflecteurs 41 et les LEDs 23 dans un évidement 33. Les micro-réflecteurs 41 sont positionnés dans le volume 33 évidé de la ou des feuilles intercalaires 21 de manière à ce que chaque LED 23 soit disposée au foyer d'un des micro-réflecteurs 25 parabolique.
De préférence, le vitrage 15 comprend deux intercalaires (21 a ; 21 b) de feuilletage superposés. Ainsi, les LEDs 23 sont disposées au niveau d'un premier intercalaire 21 a de feuilletage et le ou les dispositifs réfléchissants 25 sont disposés au niveau d'un deuxième intercalaire de feuilletage 21 b. On aura également avantage à ce que l'évidement de l'intercalaire 21 a recevant les LEDs 23 soit de taille inférieure à celui 21 b recevant de la membrane du dispositif réfléchissant 25 sorte à former un rebord 43 de soutien de la membrane. Cette disposition est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet la création d'une lame d'air entre les LEDs 23 et la membrane conductrice de chaleur du dispositif réfléchissant 25 qui va les isoler électriquement. En effet, la membrane lorsqu'elle est métallique ou revêtue d'une couche réfléchissante métallique va non-seulement être conductrice de chaleur mais également d'électricité. Avec deux intercalaires de feuilletage (21 a, 21 b), le vitrage présente une épaisseur supérieure ou égale à 4,5 mm. De préférence, le vitrage présente une épaisseur inférieure ou égale à 7 mm, principalement en vue de limiter le poids qu'il peut présenter.
Lorsque le dispositif réfléchissant 25 est formé par une membrane poinçonnée, celle-ci présentera avantageusement une forme asymétrique et destinée à prendre position dans l'ajourage de la feuille intercalaire de forme complémentaire. Cette configuration facilite l'alignement des micro-réflecteurs 41 et des LEDs 23.
Dans une application pour véhicule, et en particulier lorsque le vitrage constitue une part substantielle voire la totalité de la surface du toit du véhicule, il est souhaitable de limiter l'apport énergétique depuis l'extérieur du véhicule en vue d'éviter réchauffement de l'habitacle et/ou ne pas solliciter inutilement l'installation de conditionnement d'air qui est grande consommatrice d'énergie. De manière connue, par exemple du document EP1200256, il est possible de colorer les feuilles de verre ou d'introduire des couches intercalaires réfléchissantes ou absorbantes. Ainsi, lorsqu'il est souhaitable de limiter l'apport énergétique en provenance de l'extérieur du véhicule, il est possible dans le cadre de l'invention de colorer au moins une des feuilles de verre. De préférence, et dans un souci de rendement, seule la feuille externe 17 sera colorée. La feuille interne 19 au travers de laquelle est projeté le flux lumineux est préférentiellement incolore. On comprend donc que le circuit 27 d'alimentation des diodes électroluminescentes 23 est porté par la feuille de verre 19 incolore au travers de laquelle le flux lumineux est réfléchi.
De même, les vitrages selon l'invention peuvent également comprendre des couches fonctionnelles comme par exemple de couches antisolaires 45 absorbantes et/ou réfléchissantes. Ces couches antisolaires 45 par exemple à base d'oxydes d'étain sont connues de l'homme du métier et ne seront pas décrites plus avant dans le présent mémoire. On notera que dans les variantes de l'invention où une telle couche est présente, elle est disposée sur la feuille de verre externe 17 au contact de sa face qui après assemblage du vitrage n'est pas exposée à l'air environnant. La couche antisolaire 45 est disposée entre la couche intercalaire 21 b comprenant le dispositif réfléchissant 25 et la feuille de verre externe 17 de façon à ne pas gêner la projection de lumière en direction de l'habitacle. La présence d'une couche antisolaire 45 participe en outre à la diffusion de la chaleur collectée par la membrane du dispositif réfléchissant 25 pour son évacuation. A défaut de couche antisolaire, la feuille de verre externe 17, en contact avec la membrane, porte des pistes, peut par exemple porter des pistes métalliques, ou une couche conductrice de chaleur afin de diffuser la chaleur récoltée par la membrane en vue de son évacuation.
Comme illustré sur la figure 5, les micro-réflecteurs 41 peuvent être orientés de manière à réfléchir la lumière à la perpendiculaire de la feuille 19 interne. Il est également possible de configurer ou d'orienter les micro-réflecteurs 41 de manière à diriger la lumière selon un angle non droit par rapport à la face 29 de la feuille de verre 19 portant les LEDs 23 comme illustré sur la figure 6. Ceci est particulièrement avantageux pour minimiser la gêne éventuelle générée par les moyens d'extraction et de diffusion de la lumière. Ceux-ci peuvent en effet être décalés par rapport à l'endroit à éclairer au sein de l'habitacle.
Selon une mise en œuvre non représentée, le premier intercalaire de feuilletage comprenant les diodes est une couche électroconductrice en polyéthylène téréphtalate (PET). L'incrustation de LEDs dans une couche électroconductrice en PET est une technologie connue de l'homme du métier qui ne sera pas décrite en détail dans le présent mémoire. Ce premier intercalaire est alors intercalé entre le deuxième intercalaire de feuilletage et un troisième intercalaire de feuilletage en PVB, TPU ou EVA, matériaux qui offrent une bonne capacité d'adhésion au verre comme au PET.
Comme déjà indiqué, l'invention est décrite dans le cadre de la réalisation d'une liseuse sur un toit panoramique vitré, elle présente d'autres applications comme par exemple un feu arrière formé sur la lunette arrière d'un véhicule. Dans un tel cas les dispositifs réfléchissants et les LEDs sont disposés de manière à réfléchir le faisceau lumineux en direction de l'extérieur du véhicule.

Claims

REVENDICATIONS
1. Vitrage (15) en verre feuilleté comprenant au moins deux feuilles (17 ; 19) de verre séparées par au moins un intercalaire (21 ) de feuilletage, le vitrage comprenant en outre, au niveau du ou des intercalaires (21 ) de feuilletage, au moins une diode électroluminescente (23) apte à émettre des rayons lumineux (35), caractérisé en ce que la ou les diodes sont disposées en regard d'au moins un dispositif réfléchissant (25) configuré pour concentrer et réfléchir les rayons (35) selon une direction donnée.
2. Vitrage (15) selon l'une des revendications 1 caractérisé en ce que le vitrage comprend au moins deux intercalaires de feuilletage superposés, en ce que la ou les diodes électroluminescentes (23) sont disposées au niveau d'un premier intercalaire de feuilletage et le ou les dispositifs réfléchissants (25) sont disposés au niveau d'un deuxième intercalaire de feuilletage.
3. Vitrage (15) selon la revendication 2 caractérisé en ce que le premier intercalaire de feuilletage comprenant les diodes est une couche électroconductrice en polyéthylène téréphtalate, en ce que le premier intercalaire est intercalé entre le deuxième intercalaire de feuilletage et un troisième intercalaire de feuilletage.
4. Vitrage (15) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ou les diodes électroluminescentes (23) et le ou les dispositifs réfléchissants (25) sont disposés dans un évidement de l'intercalaire (21 ).
5. Vitrage (15) selon l'une des revendications 1 , 2 ou 4 caractérisé en ce qu'une des feuilles (19) de verre porte, sur sa face (29) en contact avec l'intercalaire (21 ) de feuilletage, un circuit (27) d'alimentation des diodes électroluminescentes (23).
6. Vitrage (15) selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la ou les diodes électroluminescentes (23) sont orientées pour émettre leur rayons lumineux (35) en direction du ou des dispositifs réfléchissants (25)
7. Vitrage (15) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le ou les dispositifs réfléchissants (25) sont configurés pour réfléchir et diriger les rayons de lumière visible en un faisceau montrant un angle non droit par rapport à la surface de la feuille de verre (19) traversée par les rayons lumineux (35).
8. Vitrage (15) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le ou les dispositifs réfléchissants (25) sont formés par une membrane réfléchissante présentant au moins un relief formant un dispositif microréflecteur en forme de paraboloïde elliptique ou en forme de pyramide tronquée.
9. Vitrage (15) selon la revendication 8 caractérisé en ce que la membrane est une membrane souple métallique ou une membrane en matériau plastique avec au moins d'une face apte à réfléchir un rayonnement de lumière visible, de préférence lorsque la membrane est en un matériau plastique, elle est en un matériau polymère apte à conduire la chaleur.
10. Véhicule caractérisé en ce qu'il comprend un vitrage (15) selon l'une des revendications précédentes.
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