WO2020053190A1 - Système lumineux pour véhicule - Google Patents

Système lumineux pour véhicule Download PDF

Info

Publication number
WO2020053190A1
WO2020053190A1 PCT/EP2019/074062 EP2019074062W WO2020053190A1 WO 2020053190 A1 WO2020053190 A1 WO 2020053190A1 EP 2019074062 W EP2019074062 W EP 2019074062W WO 2020053190 A1 WO2020053190 A1 WO 2020053190A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
sources
cooling device
dimensional matrix
emitting sources
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/074062
Other languages
English (en)
Inventor
Vincent Dubois
Samya BELKESSAM
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 WO2020053190A1 publication Critical patent/WO2020053190A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F21S41/153—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines arranged in a matrix

Definitions

  • the present invention relates to the field of lighting systems, in particular lighting, for motor vehicles.
  • the present invention relates more particularly to the cooling of such light systems.
  • Lighting systems comprising a plurality of light sources arranged in a two-dimensional array, the light sources of which can be supplied electrically individually. It is thus possible to generate, thanks to the assembly, a luminous flux obeying a specific spatial distribution with a determined regulatory photometric function.
  • junction temperature differences are observed between the light sources of the same plurality. These differences in junction temperature effectively lead to problems of color shift, control of light fluxes and mechanical tensions (by thermal expansion phenomena) within the plurality of light sources.
  • the present invention relates to a light system, in particular a lighting system, for a motor vehicle, the system comprising at least a plurality of light-emitting sources arranged in a two-dimensional matrix and a device for cooling said at least a plurality of light-emitting sources. from a rear face of the two-dimensional matrix.
  • the light system is essentially such that the cooling device is configured to provide heat transfer by higher conduction with a portion of the rear face of the two-dimensional matrix than with the rest of this rear face.
  • the light emitting sources of each plurality form a monolithic assembly.
  • the electroluminescent sources of the at least one plurality can be configured in conjunction with an optical system for shaping the light system.
  • the shaping optic is then arranged opposite the front face of the at least one plurality of light-emitting sources.
  • said portion is located in line with the light-emitting sources which, among each plurality of light-emitting sources, are intended to receive, in order to carry out at least one determined lighting function of the light system, an electrical power supply greater than one first predetermined threshold value.
  • the first predetermined threshold value is for example equal to 70%, or even equal to 80%, of a maximum electrical supply power admissible by each electroluminescent source.
  • the lighting function determined is preferably that which, among the lighting functions of the system, requires the greatest power supply power compared to the other lighting functions of the system.
  • each plurality of light-emitting sources being intended, according to its use, to present, in its two-dimensional extent, a first part having a junction temperature greater than a second predetermined threshold value, and a second part having a junction temperature below said second predetermined threshold value, said portion can be located at most to the right of the first part. It is preferably located at the right of 80% of the first part, and even more preferably at the right of 70% of the first part.
  • the second predetermined threshold value is for example between 60% and 90%, preferably between 70% and 80%, of an upper limit junction temperature value at which at least one light-emitting source of the plurality is intended to be carried during its use.
  • the first part can be a central part of the at least a plurality of light-emitting sources and the second part can be a part peripheral to said central part.
  • each plurality of electroluminescent sources being intended, according to its use, to present, in its two-dimensional extent, a gradient of junction temperature varying spatially between an upper limit temperature and a lower limit temperature , said portion is located at most in line with an area intended to present, during its use, a junction temperature higher by 20 ° C, preferably higher by 30 ° C, than said lower limit temperature.
  • each plurality of electroluminescent sources being intended, according to its use, to present, in its two-dimensional extent, a gradient of junction temperature varying spatially between an upper limit temperature and a lower limit temperature , said portion is configured so that said upper limit temperature is lower, preferably at least 10 ° C, than a maximum allowable junction temperature of each light-emitting source.
  • the cooling device comprises at least one main plate made from a thermal conductive material and arranged so as to directly contact said portion of the rear face of the two-dimensional matrix.
  • the material from which the main plate is made preferably has a thermal conductivity greater than 100 W-nT 1 -K _1 .
  • it is a copper-based plate.
  • the cooling device may include at least one secondary plate contacting at least one complementary part of the rear face of the two-dimensional matrix relative to the main plate.
  • the secondary plate is based on a material having a lower thermal conductivity, preferably at least two times lower, than a thermal conductivity of the material from which the main plate is made.
  • the cooling device is configured to ensure no thermal transfer by conduction from the rear face of the two-dimensional matrix outside of said portion.
  • the present invention also relates to a motor vehicle comprising a lighting system as introduced above.
  • Figures 1 to 3 schematically represent the prior art.
  • Figure 1 is a perspective view of a light system according to the prior art.
  • FIG. 2 represents a top view of the light system illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 illustrates a map of the isotherms observable over the two-dimensional extent of the plurality of electroluminescent sources in use for a determined lighting function;
  • FIG. 4 is a perspective view of a light system according to the invention.
  • FIG. 5 represents a top view of the light system illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 6 illustrates a map of the isotherms observable over the two-dimensional extent of the plurality of electroluminescent sources in use for a determined lighting function; and
  • FIG. 7 illustrates the difference in behavior between a light system according to the prior art and a light system according to the invention in terms of local temperature profiles.
  • downstream or “before” mean a relative provision of an element of the invention further downstream according to the path of the radiation coming from the light system and leaving the light system.
  • upstream or “backward” have an opposite meaning.
  • opticals is understood to mean the front part of a light system, this part comprising all of the refractive media which compose it.
  • shaping optics means an optics configured to deflect at least one of the rays emitted by a light system. By “deflecting” is meant that the direction of entry of the light ray into the shaping optic is different from the direction of exit of the light ray from the shaping optic.
  • the shaping optic comprises at least one optical element such as one or more lenses, one or more reflectors, one or more light guides or a combination of these possibilities.
  • Regulatory photometric function means a lighting function intended to allow, regulate or secure the movement of motor vehicles. It is for example chosen from a high beam function, a low beam function, a daytime running light function, a position light function, a fog light function, and a signaling light function. We will potentially speak of a specific lighting function to refer to a regulatory photometric function.
  • junction temperature is understood to mean the local temperature of the silicon zone which forms the junction of an electroluminescent source. This temperature can be measured, but it can also be predicted, in particular according to the characteristics of the light-emitting source and the parameters of its use. It is also possible to define a maximum admissible junction temperature as the junction temperature above which the light-emitting source would be deteriorated at least functionally, or even also structurally.
  • the invention in its broadest acceptance, relates to a lighting system 1 for a motor vehicle.
  • the light system 1 comprises: a plurality of electroluminescent sources 10 arranged in a two-dimensional matrix, and
  • the cooling device 1 1 cools the plurality of light-emitting sources 10 from a rear face of the two-dimensional matrix.
  • the cooling device 1 1 can be associated with an additional cooling device 12, taking in the example illustrated the form of a finned heat sink.
  • the invention is in no way limited to the nature of any additional cooling devices 12 which would complement the cooling device 11.
  • a control electronics (not shown) which is capable of selectively controlling the electric power delivered to each of the electroluminescent sources of the plurality.
  • This control can be performed as a function of control instructions received from a processing unit (not shown).
  • a processing unit not shown
  • the plurality of light-emitting sources 10 can comprise, in its two-dimensional extent, at least 20 columns and at least 20 rows of light-emitting sources.
  • Each light emitting source can more particularly comprise at least one light emitting diode emitting light.
  • the associated shaping optics can more particularly comprise a matrix of micro-mirrors (also known by the acronym DMD, for the English Digital Micromirror Device) which directs the light rays coming from electroluminescent sources by reflection, for example towards another element of the shaping optics. If necessary, another element of the shaping optics makes it possible to collect the light rays coming from electroluminescent sources in order to concentrate them and direct them towards the surface of the matrix of micro-mirrors.
  • DMD Digital Micromirror Device
  • Each micro-mirror can pivot between two fixed positions, so that, each micro-mirror reflecting part of the light rays, actuation and control of the change of position makes it possible to modify the shape of the beam emitted via the focusing optics. fit and ultimately on the road.
  • each electroluminescent source comprises a laser source emitting a beam laser and shaping optics includes a laser scanning system configured to scan, with each emitted laser beam, the surface of a wavelength converter element.
  • the scanning of the beam is accomplished by the scanning system at a speed high enough that the human eye does not perceive its movement in the projected beam. Synchronized control of the ignition of the laser source and of the beam scanning movement makes it possible to generate a pixelated light beam.
  • the scanning system more particularly comprises a plurality of mobile micro-mirrors, making it possible to scan the surface of the wavelength converter element by reflection of the laser beam.
  • micro-mirrors are for example of the MEMS type (for “Micro-Electro-Mechanical Systems” in English or electromechanical microsystem).
  • the invention is in no way limited to this scanning means, and can use other kinds of scanning devices, such as a series of mirrors arranged on a rotating element, the rotation of the element causing a scanning. of the transmission surface by the laser beam.
  • the latter comprises an electroluminescent source called in English "solid-state light source".
  • light sources include the light emitting diode or LED (acronym for "Light Emitting Diode”), the organic light emitting diode or OLED (acronym for "Organic Light-Emitting Diode”), or the polymer light emitting diode or PLED ( English acronym for “Polymer Light-Emitting Diode”), or micro-LED.
  • the plurality of electroluminescent sources comprises at least one monolithic set of electroluminescent sources, also called monolithic set.
  • the electroluminescent sources are believed from a common substrate and are electrically connected so as to be selectively activatable, individually or by subset of electroluminescent sources.
  • the substrate can mainly be made of a semiconductor material.
  • the substrate may include one or more other materials, for example non-semiconductors.
  • each light emitting source or group of light emitting sources can form a light pixel and can emit light when supplied with electricity.
  • each electroluminescent source or group of electroluminescent sources can potentially pick up light radiation, if necessary having a substantially determined wavelength and a particular relative direction of propagation, to convert the photons of said light radiation into an electric current.
  • a monolithic assembly can of course take the form of a two-dimensional matrix of light-emitting sources. Such a monolithic assembly allows the arrangement of selectively activatable pixels very close to each other, with respect to conventional light-emitting diodes intended to be soldered on printed circuit boards.
  • the luminance obtained by the plurality of electroluminescent sources is at least 60 Cd / mm 2 , preferably at least 80 Cd / mm 2 .
  • the monolithic assembly comprises electroluminescent sources of which a main elongation dimension, namely the height, is substantially perpendicular to a common substrate, this height being at most equal to a micrometer.
  • the light system 1 can be coupled to electronics for controlling its light emission.
  • the control electronics can thus control (one can also say “control”) the generation and / or the projection of a pixelated light beam by the plurality of light-emitting sources 10.
  • the control electronics can be integrated into the light system 1
  • the control electronics can be configured to control one or more monolithic assemblies.
  • the control electronics can comprise or be arranged jointly with a central processing unit.
  • the latter is generally coupled with a memory on which is stored a computer program which includes instructions allowing the processor to perform steps generating signals allowing the control of the light system 1.
  • the control electronics can thus for example individually control the light emission from each electroluminescent source of a monolithic assembly.
  • the control electronics can form an electronic device capable of controlling the light-emitting sources.
  • the control electronics can be an integrated circuit.
  • An integrated circuit also called an electronic chip, is an electronic component reproducing one or more electronic functions and capable of integrating several types of basic electronic components, for example in a reduced volume (i.e. on a small plate). This makes the circuit easy to implement and integrate for example in a headlight of a motor vehicle.
  • An ASIC (acronym for “Application-Specific Integrated Circuit”) is an integrated circuit developed for at least one application specific (i.e. for a client).
  • An ASIC is therefore a specialized integrated circuit (micro electronics). In general, it combines a large number of unique or tailor-made functionalities.
  • An ASSP (acronym for “Application Specifies Standard Product”) is an integrated electronic circuit grouping together a large number of functionalities to satisfy a generally standardized application.
  • An ASIC is designed for a more specific (specific) need than an ASSP.
  • the power supply of the monolithic assemblies is carried out via the control electronics or the integrated circuit of the ASIC or ASSP type, itself supplied with electricity using for example using at least one connector connecting it to a source d 'electricity.
  • the source of electricity can be internal or external to the lighting system 1.
  • the light system 1 comprises at least one monolithic assembly taking the form of a two-dimensional matrix, the light emitting sources of which project from a common substrate from which they have grown respectively.
  • the electroluminescent sources can meet this definition of monolithic assembly, since the electroluminescent sources have one of their main dimensions of elongation substantially perpendicular to a common substrate and that the spacing between the sources is small in comparison spacings imposed in known arrangements of flat square chips soldered on a printed circuit board.
  • the cooling device 1 1 of the light system 1 is located opposite the two-dimensional extent of the plurality of light emitting sources 10; it extends more particularly under the whole extent of the plurality, or even beyond this extent according to the example illustrated.
  • Such a cooling device 1 1 ensures homogeneous heat transfer by conduction from the rear face of the two-dimensional matrix.
  • the light system 1 according to the invention is such that the cooling device 1 1 is configured to provide thermal transfer by superior conduction with a portion 100 of the rear face of the two-dimensional matrix. than with the rest of the back side.
  • the cooling device 1 1 according to the invention is therefore fixed to the rear face of the two-dimensional matrix. This fixing is for example carried out in the same way as was the cooling device according to the prior art.
  • FIGS. 2 and 5 do not represent the additional cooling device 12 which, if necessary, increases the cooling offered by the cooling device 11.
  • the portion 100 is represented in FIGS. 4 and 5 by a rectangular outline in bold dashes. However, it can take any form, such as a disc or ring shape, or even a shape with separate parts between them.
  • Figures 3 and 6 illustrate maps of the isotherms of the junction temperature (measured or predicted) of the electroluminescent sources included respectively in the light system 1 according to the prior art and in the light system 1 according to the invention. These maps were more particularly obtained by considering that the light systems are used to provide a regulatory photometric function for high beam. This lighting feature and those that require the most power from a compact power supply compared to their other lighting features. Of course, corresponding maps can be obtained for different uses of lighting systems, and in particular for use in low beam or for use in daytime running lights for example. Thus, if the present invention is to be particularly adapted to a regulatory photometric function of high beam, it is also adaptable to other regulatory photometric functions, whether known or to come.
  • the isotherm representing the highest junction temperature is of a higher value in FIG. 6 relative to FIG. 3.
  • certain electroluminescent sources of the light system according to the invention are brought to a maximum temperature higher than the temperature maximum to which certain electroluminescent sources of the light system according to the prior art are brought.
  • the isotherm representing the lowest junction temperature is of a higher value in FIG. 6 relative to FIG. 3.
  • certain electroluminescent sources of the light system according to the invention are brought to a minimum temperature higher than the temperature. minimum to which certain electroluminescent sources of the light system according to the prior art are brought. From its first two observations, it appears that the light-emitting sources of the light system 1 according to the invention are generally brought to temperatures higher than those experienced, under the same conditions of use, the light-emitting sources of the light system 1 according to the prior art.
  • FIG. 7 Another difference also emerges from an analysis of the maps illustrated in FIGS. 3 and 6. This difference is better illustrated in FIG. 7. This difference is due to the fact that the difference between the minimum and maximum junction temperatures to which the electroluminescent sources of the light system according to the invention is reduced by at least 10%, preferably by at least 15%, with respect to the difference between the minimum and maximum junction temperatures to which the electroluminescent sources of the light system are brought according to the prior art.
  • At least part of the rear face of the two-dimensional matrix which is situated outside the portion 100 can be simply in contact with air; this denier having a thermal conductivity substantially equal to 0.02 Wm _1 .K _1 , it appears that the cooling thus obtained by convection is much less than the cooling obtained by conduction thanks to the cooling device 1 1 at the portion 100.
  • a first definition of the extent of the portion 100 relative to the two-dimensional extent of the plurality of light emitting sources 10 is as follows.
  • the portion 100 may be located in line with the light-emitting sources which are intended to receive an electrical power supply greater than a first predetermined threshold value. It can in fact be predetermined that, for a given embodiment of the light system and for a given lighting function, it will be necessary to supply one or more light-emitting source (s) of the plurality with such supply power. . From there, a power supply map of the electroluminescent sources of the plurality can be pre-established.
  • the first predetermined threshold value will then be chosen to be equal to 70%, even equal to 80%, relative to the maximum electrical power supply with which at least one source of the plurality will be supplied, or even relatively to the power d maximum permissible power supply from the plurality of light emitting sources.
  • a second definition of the extent of the portion 100 relative to the two-dimensional extent of the plurality of electroluminescent sources is based on the following observation. According to its use, the plurality of light-emitting sources 10 is intended to present, in its two-dimensional extent, a first part having a temperature above a second predetermined threshold value and a second part having a temperature below this second predetermined threshold value. This may more particularly relate to the junction temperatures of the light-emitting sources.
  • the second part can be seen as the complement of the first part on the two-dimensional extent of the plurality of light emitting sources 10.
  • the first part can comprise several distinct parts between them.
  • the first part can be made in one piece and concerned a compact group of light-emitting sources.
  • the first part can be a central part 101 and the second part can be a peripheral part 102 to the central part 101.
  • FIGS. 3 and 6 which, as mentioned above , relate to a use of the plurality of electroluminescent sources 10 in "main beam" mode.
  • a division of the two-dimensional extent of the plurality of electroluminescent sources into a central part 101 and a peripheral part 102 is therefore only suitable for use of the light system 1 according to the invention to achieve a regulatory photometric function of high beam.
  • the portion 100 is located at most to the right of the first part. Preferably, it is located at the right of 80% of the first part. Even more preferably is located at the right of 70% of the first part.
  • any temperature distribution can be split in two with respect to the second predetermined threshold value, it can also be limited by an upper limit temperature value 21 and a lower limit temperature value 22, as illustrated in FIG. 7.
  • the temperature upper limit is then the maximum temperature to which at least one light-emitting source of the plurality is brought during a determined use.
  • the lower limit temperature is then the minimum temperature to which at least one of the plurality of electroluminescent sources is brought during said determined use.
  • the second predetermined threshold value is preferably between 60% and 90%, preferably between 70% and 80%, of the upper limit temperature value at which at least one of the plurality of electroluminescent sources is carried during its use.
  • the portion 100 can thus be specifically defined. This definition of the portion 100 is not exclusive of that given previously with respect to the distribution of electrical power supply. On the contrary, it is possible to define a congruent part to these two definitions. In this context, it is also possible to define the portion 100 as being located at most in line with an area intended to present, during the use of the plurality of light emitting sources 10, a temperature greater than 20 ° C., preferably 30 ° C higher than said lower limit temperature 21.
  • the problems of color shift, control of light fluxes and mechanical tensions within the plurality of electroluminescent sources are attributable to temperature differences within the plurality electroluminescent sources 10 which are greater than 40 ° C, for example substantially equal to 45 ° C.
  • Such a definition of the portion 100 takes advantage of this knowledge of the lighting systems according to the prior art. This definition of the portion 100 is not exclusive of that given previously with respect to the distribution of electrical power supply. On the contrary, it is possible to define a congruent part to these two definitions.
  • the portion 100 it is preferable that it be configured so that the upper limit temperature 21 remains, during the use of the plurality of light emitting sources 10, lower, preferably at least 10 ° C, at a maximum junction temperature admissible by at least one light-emitting source. It is thus ensured that the general increase in temperature of the plurality of light emitting sources 10, this increase being induced by the implementation of the invention, as that discussed above, does not lead to a deterioration of some of the light-emitting sources of the plurality 10 and ultimately of the light system 1 according to the invention.
  • the two-dimensional matrix of electroluminescent sources is bonded to the cooling device by means of a layer of adhesive (not shown in the figures) and said portion 100 is located at the right of a thickness variation. of the layer of adhesive applied between said two-dimensional matrix of light-emitting sources and said cooling device.
  • the portion 100 may be in line with a localized refinement of the adhesive layer relative to the rest of the surface of the two-dimensional matrix bonded to the cooling device. This localized variation in thickness may be provided during the application of the adhesive between the two-dimensional matrix and the cooling device, or result from a slight deformation of the two-dimensional matrix (for example by giving it a very substantially arched shape) stuck on the cooling device.
  • the solution proposed by the invention can therefore be seen as an optimization of the position and the size of the contact surface between the plurality of light-emitting sources 10 and the cooling device 11, relative to the two-dimensional extent of the plurality 10.
  • the contact surface must be limited to the portion 100 of the rear face of the two-dimensional matrix which is intended to know the highest temperatures, during and according to the use which is made. of the light system according to the invention.
  • the invention finds particular application for a plurality of light emitting sources having over its two-dimensional extent significant temperature gradients, which implies that the light emitting sources of the plurality, most often identical to each other, can be brought to different temperatures during and depending on their use. This case is encountered as soon as each light-emitting source can be supplied electrically independently of the other light-emitting sources of the plurality.
  • the solution adopted has the particular advantage of not requiring any modification of the architecture of the plurality of light-emitting sources 10 compared to that used in the lighting systems according to the prior art.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un système lumineux 1 pour véhicule automobile. Le système comprend une pluralité de sources électroluminescentes 10 arrangées en une matrice bidimensionnelle et un dispositif de refroidissement 11 de la pluralité de sources électroluminescentes depuis une face arrière de la matrice bidimensionnelle. Le système est essentiellement tel que le dispositif de refroidissement 11 est configuré pour assurer un transfert thermique par conduction supérieur avec une portion 100 de la face arrière de la matrice bidimensionnelle qu'avec le reste de cette face arrière. Il est ainsi possible de réduire, notamment en dimensionnant le dispositif de refroidissement au cas par cas, les écarts de température entre les sources électroluminescentes d'une même pluralité. Les problèmes de décalage de couleur, de maîtrise des flux lumineux et de tensions mécaniques au sein de la pluralité de sources électroluminescentes sont ainsi limités, voire résolus.

Description

« Système lumineux pour véhicule »
La présente invention est relative au domaine des systèmes lumineux, notamment d’éclairage, pour véhicules automobiles. La présente invention concerne plus particulièrement le refroidissement de tels systèmes lumineux.
Il est connu des systèmes d’éclairage comprenant une pluralité de sources de lumière arrangées en une matrice bidimensionnelle dont les sources de lumière peuvent être alimentées électriquement de façon individuelle. Il est ainsi possible de générer, grâce à l’ensemble, un flux lumineux obéissant à une distribution spatiale spécifique à une fonction photométrique réglementaire déterminée.
Un problème de ce type de systèmes d’éclairage découle de ce que des écarts de température de jonction trop significatifs sont observés entre les sources de lumière d’une même pluralité. Ces écarts de température de jonction conduisent effectivement à des problèmes de décalage de couleur, de maîtrise des flux lumineux et de tensions mécaniques (par phénomènes de dilatation thermique) au sein de la pluralité de sources de lumière.
La présente invention vise à réduire ces problèmes pour augmenter la fiabilité des systèmes lumineux, notamment d’éclairage, pour véhicules automobiles.
A cette fin, la présente invention concerne un système lumineux, notamment d’éclairage, pour véhicule automobile, le système comprenant au moins une pluralité de sources électroluminescentes arrangées en une matrice bidimensionnelle et un dispositif de refroidissement de ladite au moins une pluralité de sources électroluminescentes depuis une face arrière de la matrice bidimensionnelle. Le système lumineux est essentiellement tel que le dispositif de refroidissement est configuré pour assurer un transfert thermique par conduction supérieur avec une portion de la face arrière de la matrice bidimensionnelle qu’avec le reste de cette face arrière.
Ainsi, l’invention prévoit que le transfert thermique assuré par le dispositif de refroidissement depuis la face arrière de chaque matrice bidimensionnelle soit inhomogène.
Dès lors, il est possible de réduire, notamment en dimensionnant le dispositif de refroidissement au cas par cas, les écarts de température entre les sources électroluminescentes d’une même pluralité. Les problèmes de décalage de couleur, de maîtrise des flux lumineux et de tensions mécaniques au sein de la pluralité de sources électroluminescentes sont ainsi limités, voire résolus.
Le cas échéant, les sources électroluminescentes de chaque pluralité forment un ensemble monolithique.
Par ailleurs, les sources électroluminescentes de l’au moins une pluralité peuvent être configurés conjointement avec une optique de mise en forme du système lumineux. L’optique de mise en forme est alors agencée en regard de la face avant de l’au moins une pluralité de sources électroluminescentes.
Selon une particularité, ladite matrice bidimensionnelle de sources électroluminescentes est collée au dispositif de refroidissement par l’intermédiaire d’une couche de colle et ladite portion est située au droit d’une variation d’épaisseur de la couche de colle appliquée entre ladite matrice bidimensionnelle de sources électroluminescentes et ledit dispositif de refroidissement.
Selon une particularité, ladite portion est située au droit des sources électroluminescentes qui, parmi chaque pluralité de sources électroluminescentes, sont destinées à recevoir, pour réaliser au moins une fonction d’éclairage déterminée du système lumineux, une puissance d’alimentation électrique supérieure à une première valeur seuil prédéterminée. La première valeur seuil prédéterminée est par exemple égale à 70%, voire égale à 80%, d’une puissance d’alimentation électrique maximale admissible par chaque source électroluminescente. La fonction d’éclairage déterminée est de préférence celle qui, parmi les fonctions d’éclairage du système, requiert la plus importante puissance d’alimentation électrique comparativement aux autres fonctions d’éclairage du système.
Selon une autre particularité, alternative ou combinable avec les précédentes, chaque pluralité de sources électroluminescentes étant destinée, selon son usage, à présenter, dans son étendue bidimensionnelle, une première partie présentant une température de jonction supérieure à une seconde valeur seuil prédéterminée, et une deuxième partie présentant une température de jonction inférieure à ladite seconde valeur seuil prédéterminée, ladite portion peut être située au plus au droit de la première partie. Elle est de préférence située au droit de 80% de la première partie, et encore plus préférentiellement au droit de 70% de la première partie. La seconde valeur seuil prédéterminée est par exemple comprise entre 60% et 90%, de préférence entre 70% et 80%, d’une valeur de température de jonction limite supérieure à laquelle au moins une source électroluminescente de la pluralité est destinée à être portée pendant son usage. La première partie peut être une partie centrale de l’au moins une pluralité de sources électroluminescentes et la deuxième partie peut être une partie périphérique à ladite partie centrale.
Selon une autre particularité, alternative ou combinable avec les précédentes, chaque pluralité de sources électroluminescentes étant destinée, selon son usage, à présenter, dans son étendue bidimensionnelle, un gradient de température de jonction variant spatialement entre une température limite supérieure et une température limite inférieure, ladite portion est située au plus au droit d’une zone destinée à présenter, pendant son usage, une température de jonction supérieure de 20°C, de préférence supérieure de 30°C, à ladite température limite inférieure.
Selon une autre particularité, alternative ou combinable avec les précédentes, chaque pluralité de sources électroluminescentes étant destinée, selon son usage, à présenter, dans son étendue bidimensionnelle, un gradient de température de jonction variant spatialement entre une température limite supérieure et une température limite inférieure, ladite portion est configurée de sorte que ladite température limite supérieure soit inférieure, de préférence d’au moins 10°C, à une température de jonction maximale admissible de chaque source électroluminescente.
Selon une autre particularité, alternative ou combinable avec les précédentes, le dispositif de refroidissement comprend au moins une plaque principale constituée à base d’un matériau conducteur thermique et agencée de sorte à contacter directement ladite portion de la face arrière de la matrice bidimensionnelle. Le matériau à base duquel la plaque principale est constituée présente de préférence une conductivité thermique supérieure à 100 W-nT1-K_1. Par exemple, il s’agit d’une plaque à base de cuivre.
En complément à la particularité précédente, le dispositif de refroidissement peut comprendre au moins une plaque secondaire contactant au moins une partie complémentaire de la face arrière de la matrice bidimensionnelle relativement à la plaque principale. La plaque secondaire est à base d’un matériau présentant une conductivité thermique inférieure, de préférence au moins deux fois inférieure, à une conductivité thermique du matériau à base duquel la plaque principale est constituée.
En alternative à la particularité précédente, le dispositif de refroidissement est configuré pour n’assurer aucun transfert thermique par conduction depuis la face arrière de la matrice bidimensionnelle en dehors de ladite portion.
Selon un autre aspect, la présente invention concerne également un véhicule automobile comprenant un système lumineux tel qu’introduit ci-dessus.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description qui en est donnée ci-dessous à titre exemplatif et des dessins annexés parmi lesquels :
- les figures 1 à 3 représentent schématiquement l’art antérieur. La figure 1 est une vue en perspective d’un système lumineux selon l’art antérieur. La figure 2 représente une vue de dessus du système lumineux illustré sur la figure 1 . La figure 3 illustre une cartographie des isothermes observables sur l’étendue bidimensionnelle de la pluralité de sources électroluminescentes en usage pour une fonction d’éclairage déterminée ;
- les figures 4 à 6 représentent schématiquement un mode de réalisation de l’invention. La figure 4 est une vue en perspective d’un système lumineux selon l’invention. La figure 5 représente une vue de dessus du système lumineux illustré sur la figure 1. La figure 6 illustre une cartographie des isothermes observables sur l’étendue bidimensionnelle de la pluralité de sources électroluminescentes en usage pour une fonction d’éclairage déterminée ; et la figure 7 illustre la différence de comportement entre un système lumineux selon l’art antérieur et un système lumineux selon l’invention en termes de profils de température locale.
Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées à des caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre exemplatif et non limitatif.
De même, sauf indication spécifique du contraire, les termes « aval » ou « avant » s’entendent d’une disposition relative d’un élément de l’invention plus en aval selon le trajet du rayonnement issu du système lumineux et sortant du système lumineux. Les termes du type « amont » ou « arrière » ont une signification opposée.
On entend par « optique », la partie avant d'un système lumineux, cette partie comprenant l'ensemble des milieux réfringents qui le composent.
On entend par « optique de mise en forme », une optique configurée pour dévier au moins un des rayons émis par un système lumineux. On entend par « dévier » que la direction d'entrée du rayon lumineux dans l'optique de mise en forme est différente de la direction de sortie du rayon lumineux depuis l'optique de mise en forme. L'optique de mise en forme comprend au moins un élément optique tel qu'une ou plusieurs lentilles, un ou plusieurs réflecteurs, un ou plusieurs guides de lumière ou une combinaison de ces possibilités.
On entend par « une fonction photométrique réglementaire », une fonction d’éclairage destinée à permettre, réguler ou sécuriser la circulation des véhicules automobiles. Elle est par exemple choisie parmi une fonction de feux de route, une fonction de feux de croisement, une fonction de feux de circulation diurne, une fonction de feux de position, une fonction d’éclairage antibrouillard, et une fonction de feu de signalisation. On parlera potentiellement de fonction d’éclairage déterminée pour faire référence à une fonction photométrique réglementaire.
On entend par « température de jonction », la température locale de la zone de silicium qui forme la jonction d’une source électroluminescente. Cette température peut être mesurée, mais elle peut également être prédite, notamment en fonction des caractéristiques de la source électroluminescente et des paramètres de son utilisation. Il est en outre possible de définir une température de jonction maximale admissible comme la température de jonction au-delà de laquelle la source électroluminescente serait détériorée au moins fonctionnellement, voire également structurellement.
On a représenté, sur les figures 1 à 3, un système lumineux selon l’art antérieur que nous décrivons ci-dessous pour mieux illustrer les différences entre un tel système lumineux connu et le système lumineux selon l’invention. Afin de faciliter la comparaison entre ces derniers, les mêmes références numériques ont été attribuées aux composants qui se correspondent.
Dans son acceptation la plus large, l’invention selon son premier aspect concerne un système lumineux 1 pour véhicule automobile.
Comme illustré sur les figures 1 et 2 pour ce qui est de l’art antérieur et sur les figures 4 et 5 pour ce qui relève de l’invention, le système lumineux 1 comprend : - une pluralité de sources électroluminescentes 10 arrangées en une matrice bidimensionnelle, et
- un dispositif de refroidissement 1 1 de la pluralité de sources électroluminescentes 10.
Plus particulièrement, le dispositif de refroidissement 1 1 assure le refroidissement de la pluralité de sources électroluminescentes 10 depuis une face arrière de la matrice bidimensionnelle.
Comme illustré sur les figures 1 et 4, le dispositif de refroidissement 1 1 peut être associé à un dispositif de refroidissement complémentaire 12, prenant dans l’exemple illustré la forme d’un dissipateur de chaleur à ailettes. L’invention n’est nullement limitée à la nature des éventuels dispositifs de refroidissement complémentaire 12 qui viendraient compléter le dispositif de refroidissement 1 1.
Avantageusement, une électronique de contrôle (non représentée) est prévue qui est apte à contrôler sélectivement la puissance électrique délivrée à chacune des sources électroluminescentes de la pluralité. Ce contrôle peut être réalisé en fonction d’instructions de contrôle reçues depuis une unité de traitement (non représentée). Par voie, l’intensité lumineuse produite par chacune des sources électroluminescentes de la pluralité est contrôlée.
Le cas échéant, la pluralité de sources électroluminescentes 10 peut comporter, dans son étendue bidimensionnelle, au moins 20 colonnes et au moins 20 lignes de sources électroluminescentes.
Chaque source électroluminescente peut plus particulièrement comprendre au moins une diode électroluminescente émettant de la lumière. L’optique de mise en forme associée peut plus particulièrement comprendre une matrice de micro-miroirs (également connue sous l’acronyme DMD, pour l’anglais Digital Micromirror Device) qui dirige les rayons lumineux issus des sources électroluminescentes par réflexion, par exemple vers un autre élément de l’optique de mise en forme. Le cas échéant, un autre élément de l’optique de mise en forme permet de collecter les rayons lumineux issus des sources électroluminescentes afin de les concentrer et les diriger vers la surface de la matrice de micro-miroirs. Chaque micro-miroir peut pivoter entre deux positions fixes, de sorte que, chaque micro-miroir réfléchissant une partie des rayons lumineux, l’actionnement et le pilotage du changement de position permet de modifier la forme du faisceau émis via l’optique de mise en forme et in fine sur la route.
Selon un deuxième mode de réalisation particulier du système lumineux 1 , chaque source électroluminescente comprend une source laser émettant un faisceau laser et l’optique de mise en forme comprend un système de balayage laser configuré pour balayer, avec chaque faisceau laser émis, la surface d’un élément convertisseur de longueur d’ondes. Le balayage du faisceau est accompli par le système de balayage à une vitesse suffisamment grande pour que l’œil humain ne perçoive pas son déplacement dans le faisceau projeté. Le pilotage synchronisé de l’allumage de la source laser et du mouvement de balayage du faisceau permet de générer un faisceau lumineux pixélisé. Ici, le système de balayage comprend plus particulièrement une pluralité de micro-miroirs mobiles, permettant de balayer la surface de l’élément convertisseur de longueur d’ondes par réflexion du faisceau laser. Les micro-miroirs sont par exemple de type MEMS (pour « Micro-Electro-Mechanical Systems » en anglais ou microsystème électromécanique). Cependant, l’invention n’est nullement limitée à ce moyen de balayage, et peut utiliser d’autres sortes de dispositifs de balayage, telle qu’une série de miroirs agencés sur un élément rotatif, la rotation de l’élément engendrant un balayage de la surface de transmission par le faisceau laser.
Selon un troisième mode de réalisation du système lumineux 1 , ce dernier comprend une source électroluminescente appelée en l’anglais « solid-state light source ». Des exemples de telles sources électroluminescentes incluent la diode électroluminescente ou LED (acronyme anglais pour « Light Emitting Diode »), la diode électroluminescente organique ou OLED (acronyme anglais pour « Organic Light- Emitting Diode »), ou la diode électroluminescente polymérique ou PLED (acronyme anglais pour « Polymer Light-Emitting Diode »), ou encore la micro-LED.
De préférence, la pluralité de sources électroluminescentes comprend au moins un ensemble monolithique de sources électroluminescentes, aussi appelé ensemble monolithique. Dans un ensemble monolithique, les sources électroluminescentes sont crues depuis un substrat commun et sont connectées électriquement de manière à être activables sélectivement, individuellement ou par sous-ensemble de sources électroluminescentes. Le substrat peut être majoritairement en un matériau semi- conducteur. Le substrat peut comporter un ou plusieurs autres matériaux, par exemple non semi-conducteurs. Ainsi, chaque source électroluminescente ou groupe de sources électroluminescentes peut former un pixel lumineux et peut émettre de la lumière lorsqu’il est alimenté en électricité.
Par ailleurs, chaque source électroluminescente ou groupe de sources électroluminescentes peut potentiellement capter un rayonnement lumineux, présentant le cas échéant une longueur d’onde sensiblement déterminée et une direction de propagation relative particulière, pour convertir les photons dudit rayonnement lumineux en un courant électrique. Un ensemble monolithique peut bien entendu prendre la forme d’une matrice bidimensionnelle de sources électroluminescentes. Un tel ensemble monolithique permet l’agencement de pixels activables sélectivement très proches les uns des autres, par rapport aux diodes électroluminescentes classiques destinées à être soudées sur des plaques de circuits imprimés. En outre, la luminance obtenue par la pluralité de sources électroluminescentes est d’au moins 60 Cd/mm2, de préférence d’au moins 80 Cd/mm2.
L’ensemble monolithique comporte des sources électroluminescentes dont une dimension principale d’allongement, à savoir la hauteur, est sensiblement perpendiculaire à un substrat commun, cette hauteur étant au plus égale au micromètre.
Comme mentionné plus haut, le système lumineux 1 peut être couplé à une électronique de contrôle de son émission lumineuse. L’électronique de contrôle peut ainsi commander (on peut également dire « piloter ») la génération et/ou la projection d’un faisceau lumineux pixélisé par la pluralité de sources électroluminescentes 10. L’électronique de contrôle peut être intégrée au système lumineux 1. L’électronique de contrôle peut être configurée pour commander un ou plusieurs ensembles monolithiques.
L’électronique de contrôle peut comporter ou être agencé conjointement avec une unité centrale de traitement. Cette dernière est généralement couplée avec une mémoire sur laquelle est stockée un programme d’ordinateur qui comprend des instructions permettant au processeur de réaliser des étapes générant des signaux permettant le contrôle du système lumineux 1. L’électronique de contrôle peut ainsi par exemple contrôler individuellement l’émission lumineuse de chaque source électroluminescente d’un ensemble monolithique.
L’électronique de contrôle peut former un dispositif électronique apte à commander les sources électroluminescentes. L’électronique de contrôle peut être un circuit intégré. Un circuit intégré, encore appelé puce électronique, est un composant électronique reproduisant une ou plusieurs fonctions électroniques et pouvant intégrer plusieurs types de composants électroniques de base, par exemple dans un volume réduit (i.e. sur une petite plaque). Cela rend le circuit facile à mettre en oeuvre et à intégrer par exemple dans un phare de véhicule automobile.
En alternative à l’électronique de contrôle, il est envisagé d’utiliser un circuit intégré de type ASIC ou ASSP. Un ASIC (acronyme de l'anglais « Application-Specific Integrated Circuit ») est un circuit intégré développé pour au moins une application spécifique (c'est-à-dire pour un client). Un ASIC est donc un circuit intégré (micro électronique) spécialisé. En général, il regroupe un grand nombre de fonctionnalités uniques ou sur mesure. Un ASSP (acronyme de l’anglais « Application Spécifie Standard Product ») est un circuit électronique intégré regroupant un grand nombre de fonctionnalités pour satisfaire à une application généralement standardisée. Un ASIC est conçu pour un besoin plus particulier (spécifique) qu'un ASSP.
L’alimentation en électricité des ensembles monolithiques est réalisée via l’électronique de contrôle ou le circuit intégré de type ASIC ou ASSP, lui-même alimenté en électricité à l’aide par exemple d’au moins un connecteur le reliant à une source d’électricité. La source d’électricité peut être interne ou externe au système de d’éclairage 1.
Selon un mode de réalisation préféré du système lumineux 1 , il comprend au moins un ensemble monolithique prenant la forme d’une matrice bidimensionnelle dont les sources électroluminescentes s’étendent en saillie d’un substrat commun à partir duquel elles ont crues respectivement. Différents agencements de sources électroluminescentes peuvent répondre à cette définition d’ensemble monolithique, dès lors que les sources électroluminescentes présentent l’une de leurs dimensions principales d’allongement sensiblement perpendiculaire à un substrat commun et que l’écartement entre les sources est faible en comparaison des écartements imposés dans des agencements connus de puces carrées plates soudées sur une carte de circuit imprimé.
Comme illustré sur les figures 1 et 2, le dispositif de refroidissement 1 1 du système lumineux 1 selon l’art antérieur est situé en regard de l’étendue bidimensionnelle de la pluralité de sources électroluminescentes 10 ; il s’étend plus particulièrement sous toute l’étendue de la pluralité, voire même au-delà de cette étendue selon l’exemple illustré. Un tel dispositif de refroidissement 1 1 assure de façon homogène le transfert thermique par conduction depuis la face arrière de la matrice bidimensionnelle.
Au contraire comme illustré sur les figures 4 et 5, le système lumineux 1 selon l’invention est tel que le dispositif de refroidissement 1 1 est configuré pour assurer un transfert thermique par conduction supérieur avec une portion 100 de la face arrière de la matrice bidimensionnelle qu’avec le reste de la face arrière. Le dispositif de refroidissement 1 1 selon l’invention est donc fixé sur la face arrière de la matrice bidimensionnelle. Cette fixation est par exemple réalisée de la même manière que l’était le dispositif de refroidissement selon l’art antérieur. On notera que, contrairement aux figures 1 et 4, les figures 2 et 5 ne représente pas le dispositif de refroidissement complémentaire 12 venant le cas échéant augmenter le refroidissement offert par le dispositif de refroidissement 1 1.
La portion 100 est représentée sur les figures 4 et 5 par un contour rectangulaire en tirets gras. Elle peut toutefois prendre n’importe quelle forme, tel qu’une forme de disque ou d’anneau, ou même une forme comprenant des parties distinctes entre elles.
Les figures 3 et 6 illustrent des cartographies des isothermes de la température de jonction (mesurée ou prédite) des sources électroluminescentes comprises respectivement dans le système lumineux 1 selon l’art antérieur et dans le système lumineux 1 selon l’invention. Ces cartographies ont plus particulièrement été obtenues en considérant que les systèmes lumineux sont utilisés pour assurer une fonction photométrique réglementaire de feux de route. Cette fonction d’éclairage et celles qui requièrent la plus importante puissance d’alimentation électrique compacte comparativement à leurs autres fonctions d’éclairage. Bien entendu, des cartographies correspondantes peuvent être obtenues pour différents usages des systèmes d’éclairage, et notamment pour un usage en feux de croisement ou pour un usage en feux de circulation diurne par exemple. Ainsi, si la présente invention trouve à être adaptée particulièrement à une fonction photométrique réglementaire de feux de route, elle est également adaptable aux autres fonctions photométriques réglementaires, qu’elles soient connues ou à venir.
On peut constater directement que le nouveau dimensionnement du dispositif de refroidissement induit un changement de forme des isothermes. Cependant, l’intérêt de l’invention ne réside pas tant dans ce changement de forme que dans le changement de valeur des isothermes.
Une analyse plus poussée des figures 3 et 6 permet les constatations suivantes.
Premièrement, l’isotherme représentant la plus haute température de jonction est d’une valeur supérieure sur la figure 6 relativement à la figure 3. Ainsi, certaines sources électroluminescentes du système lumineux selon l’invention sont portées à une température maximale supérieure à la température maximale à laquelle certaines sources électroluminescentes du système lumineux selon l’art antérieur sont portées.
Deuxièmement, l’isotherme représentant la plus basse température de jonction est d’une valeur supérieure sur la figure 6 relativement à la figure 3. Ainsi, certaines sources électroluminescentes du système lumineux selon l’invention sont portées à une température minimale supérieure à la température minimale à laquelle certaines sources électroluminescentes du système lumineux selon l’art antérieur sont portées. De ses deux premières constatations, il vient que les sources électroluminescentes du système lumineux 1 selon l’invention sont globalement portées à des températures supérieures à celles que connaissent, dans les mêmes conditions d’usage, les sources électroluminescentes du système lumineux 1 selon l’art antérieur.
Une autre différence ressort aussi d’une analyse des cartographies illustrées sur les figures 3 et 6. Cette différence est mieux illustrée sur la figure 7. Cette différence tient en ce que l’écart entre les températures de jonction minimale et maximale auxquelles sont portées les sources électroluminescentes du système lumineux selon l’invention est réduit d’au moins 10 %, de préférence d’au moins 15 %, par rapport à l’écart entre les températures de jonction minimale et maximale auxquelles sont portées les sources électroluminescentes du système lumineux selon l’art antérieur.
Cette différence est mieux illustrée sur la figure 7. La courbe 23 (du haut) sur la figure 7 illustre un profil de température de jonction au sein d’un système lumineux selon l’invention, tandis que la courbe 24 (du bas) sur la figure 7 illustre un profil de température de jonction au sein d’un système lumineux selon l’art antérieur. On n’y retrouve illustrées d’une part l’élévation globale en température des sources électroluminescentes, d’autre part la réduction de l’écart de température entre les températures de jonction minimale et maximale auxquelles sont portées les sources électroluminescentes.
Ainsi, l’invention prévoit que le transfert thermique assuré par le dispositif de refroidissement depuis la face arrière de la matrice bidimensionnelle ne soit pas homogène. Plus particulièrement, l’invention prévoit que le transfert thermique assuré par le dispositif de refroidissement depuis la face arrière de la matrice bidimensionnelle soit inhomogène.
Grâce au système lumineux selon l’invention, il est possible de réduire davantage la température de certaines sources électroluminescentes de la pluralité, voire d’un groupe, par exemple compact, de sources électroluminescentes de la pluralité, par rapport à la réduction de température que connaissent les autres sources électroluminescentes de la pluralité.
Ainsi, il est possible de réduire, notamment en dimensionnant le dispositif de refroidissement au cas par cas, les écarts de température entre les sources électroluminescentes d’une même pluralité. Les problèmes de décalage de couleur, de maîtrise des flux lumineux et de tensions mécaniques au sein de la pluralité de sources électroluminescentes sont ainsi limités, voire résolus. D’un point de vue structurel, le dispositif de refroidissement 1 1 peut comprendre au moins une plaque, dite principale, 1 1 1 constituée à base d’un matériau conducteur thermique et agencée de sorte à contacter directement la portion 100 telle qu’introduite ci-dessus. Plus particulièrement, le matériau à base duquel la plaque principale 1 1 1 est constituée peut présenter une conductivité thermique supérieure à 100 W.m 1.K 1. À titre d’exemples non limitatifs, la plaque principale 1 1 1 est à base de cuivre, d’aluminium ou d’un alliage à base de ces deux éléments. Le cuivre ayant une conductivité thermique supérieure à 300 W.m_1.K·1 pourra être préféré à l’aluminium dont la conductivité thermique est sensiblement trois fois moins élevée.
Il n’est pas nécessaire que le dispositif de refroidissement 1 1 soit configuré pour n’assurer aucun transfert thermique par conduction depuis la face arrière de la matrice bidimensionnelle en dehors de la portion 100 telle qu’introduite ci-dessus. Au contraire, il est envisagé que le dispositif de refroidissement comprenne, outre la plaque principale 1 1 1 , au moins une plaque secondaire et/ou une pluralité de plots (non représentée(s)) agencée(s) pour contacter au moins une autre partie, voire une partie complémentaire, de la face arrière de la matrice bidimensionnelle. La plaque secondaire et/ou les plots sont alors à base d’un matériau présentant une conductivité thermique inférieure, de préférence au moins deux fois inférieure, à la conductivité thermique du matériau à base duquel la plaque principale 1 1 1 est constituée. De préférence, la plaque secondaire et/ou la pluralité de plots forme(nt) une interface thermique avec la face arrière de la matrice bidimensionnelle présentant une conductivité thermique inférieure ou égale à 6 W.rrv1.K 1.
Selon une variante, une partie au moins de la face arrière de la matrice bidimensionnelle qui se situe hors de la portion 100 peut être simplement en contact avec de l’air ; ce denier ayant une conductivité thermique sensiblement égale 0,02 W.m_1.K_1, il apparaît que le refroidissement ainsi obtenu par convection est bien moindre que le refroidissement obtenu par conduction grâce au dispositif de refroidissement 1 1 au niveau de la portion 100.
Il existe différentes façons de définir l’étendue de la portion 100 telle qu’introduite ci-dessus relativement à l’étendue bidimensionnelle de la pluralité de sources électroluminescentes 10. Parmi ces différentes façons, certaines sont détaillées ci- dessous à titre exemplatif et nullement limitatif. Chacune des différentes définitions de que nous détaillons ci-dessous suffit à elle seule à définir la portion 100. Toutefois, il est également envisageable que ces définitions se combinent entre elles. Ces définitions ne sont effectivement pas antinomiques entre elles, mais peuvent très bien se compléter entre elles. Par exemple, lorsque la portion 100 est définie par la combinaison de deux des définitions données ci-dessous, elle est définie par la partie congrue aux deux définitions. Chaque définition détaillée ci-dessous peut revêtir un intérêt technique qui lui est propre. Chaque combinaison de définitions envisagées revêt l’intérêt technique de chacune des définitions combinées, voire un intérêt synergique allant au-delà de la simple juxtaposition des intérêts techniques liés aux définitions combinées. Une première définition de l’étendue de la portion 100 relativement à l’étendue bidimensionnelle de la pluralité de sources électroluminescentes 10 est la suivante. La portion 100 peut être située au droit des sources électroluminescentes qui sont destinées à recevoir une puissance d’alimentation électrique supérieure à une première valeur seuil prédéterminée. Il peut en effet être prédéterminé que, pour un mode de réalisation déterminé du système lumineux et pour une fonction d’éclairage déterminée, il faudra alimenter telle(s) source(s) électroluminescente(s) de la pluralité avec telle puissance d’alimentation. De là, une cartographie de puissance d’alimentation des sources électroluminescentes de la pluralité peut être préétablie. De préférence, on choisira alors la première valeur seuil prédéterminée est égale à 70 %, voire égale à 80 %, relativement à la puissance d’alimentation électrique maximale avec laquelle au moins une source de la pluralité sera alimentée, voire relativement à la puissance d’alimentation électrique maximale admissible par les sources électroluminescentes de la pluralité. Une deuxième définition de l’étendue de la portion 100 relativement à l’étendue bidimensionnelle de la pluralité de sources électroluminescentes repose sur l’observation suivante. Selon son usage, la pluralité de sources électroluminescentes 10 est destinée à présenter, dans son étendue bidimensionnelle, une première partie présentant une température supérieure à une seconde valeur seuil prédéterminée et une seconde partie présentant une température inférieure à cette seconde valeur seuil prédéterminée. Il peut ici s’agir plus particulièrement des températures de jonction des sources électroluminescentes. Il peut également s’agir de températures mesurées, par exemple au cours d’essais, sur la face arrière de la matrice bidimensionnelle. Retenons qu’il est par ailleurs possible de relier, par exemple de façon heuristique, la répartition de la puissance d’alimentation des sources électroluminescentes et la répartition de la température des sources électroluminescentes. Des cartographies correspondantes peuvent ainsi être mesurées, voire prédites. Sur la base de cette observation, il est possible de définir l’étendue de la portion 100 relativement à l’étendue bidimensionnelle de la pluralité de sources électroluminescentes 10 comme étant limitée à l’étendue de la première partie (celle dont la température est supérieure à la seconde valeur seuil prédéterminée).
La seconde partie peut être vue comme le complément de la première partie sur l’étendue bidimensionnelle de la pluralité de sources électroluminescentes 10.
La première partie peut comprendre plusieurs parties distinctes entre elles. En alternative, la première partie peut être constituée d’un seul tenant et concernée un groupe compact de sources électroluminescentes. En alternative ou en complément, la première partie peut être une partie centrale 101 et la seconde partie peut être une partie périphérique 102 à la partie centrale 101. Cette dernière possibilité est illustrée notamment sur les figures 3 et 6 qui, comme mentionné ci-dessus, sont relatives à un usage de la pluralité de sources électroluminescentes 10 en mode « feux de route ». Un découpage de l’étendue bidimensionnelle de la pluralité de sources électroluminescentes en une partie centrale 101 et une partie périphérique 102 est donc que tout adapté à un usage du système lumineux 1 selon l’invention pour réaliser une fonction photométrique réglementaire de feux de route.
Dans ce contexte, la portion 100 est située au plus au droit de la première partie. De préférence, elle est située au droit de 80 % de la première partie. Encore plus préférentiellement est situé au droit de 70 % de la première partie.
Si toute distribution en température peut être partagée en deux par rapport à la seconde valeur seuil prédéterminée, elle peut aussi être bornée par une valeur de température limite supérieure 21 et une valeur de température limite inférieure 22, comme illustré sur la figure 7. La température limite supérieure est alors la température maximale à laquelle au moins une source électroluminescente de la pluralité est portée pendant un usage déterminé. La température limite inférieure est alors la température minimale à laquelle au moins une source électroluminescente de la pluralité est portée pendant ledit usage déterminé.
Dans ce contexte, la seconde valeur seuil prédéterminée est de préférence comprise entre 60% et 90%, de préférence entre 70% et 80%, de la valeur de température limite supérieure à laquelle au moins une source électroluminescente de la pluralité est portée pendant son usage. La portion 100 peut ainsi être spécifiquement définie. Cette définition de la portion 100 n’est pas exclusive de celle donnée précédemment relativement à la distribution de puissance d’alimentation électrique. Il est au contraire possible de définir une partie congrue à ces deux définitions. Dans ce contexte, il est également possible de définir la portion 100 comme étant située au plus au droit d’une zone destinée à présenter, pendant l’usage de la pluralité de sources électroluminescentes 10, une température supérieure de 20°C, de préférence supérieure de 30°C à ladite température limite inférieure 21. Généralement, les problèmes de décalage de couleur, de maîtrise des flux lumineux et de tensions mécaniques au sein de la pluralité de sources électroluminescentes sont attribuables à des écarts de température au sein de la pluralité de sources électroluminescentes 10 qui sont supérieures à 40°C, par exemple sensiblement égale à 45°C. Une telle définition de la portion 100 met à profit cette connaissance des systèmes d’éclairage selon l’art antérieur. Cette définition de la portion 100 n’est pas exclusive de celle donnée précédemment relativement à la distribution de puissance d’alimentation électrique. Il est au contraire possible de définir une partie congrue à ces deux définitions. Quel que soit la façon dont est définie la portion 100, il est préférable qu’elle soit configurée de sorte que la température limite supérieure 21 reste, pendant l’usage de la pluralité de sources électroluminescentes 10, inférieure, de préférence d’au moins 10 °C, à une température de jonction maximale admissible par au moins une source électroluminescente. On s’assure ainsi que l’augmentation générale en température de la pluralité de sources électroluminescentes 10, cette augmentation étant induite par la mise en oeuvre de l’invention, tel que cela été discuté plus haut, n’aboutit pas à une détérioration de certaines des sources électroluminescentes de la pluralité 10 et in fine du système lumineux 1 selon l’invention. Selon un mode de réalisation, la matrice bidimensionnelle de sources électroluminescentes est collée au dispositif de refroidissement par l’intermédiaire d’une couche de colle (non représentée sur les figures) et ladite portion 100 est située au droit d’une variation d’épaisseur de la couche de colle appliquée entre ladite matrice bidimensionnelle de sources électroluminescentes et ledit dispositif de refroidissement. Typiquement, la portion 100 peut être au droit d’un affinement localisé de la couche de colle par rapport au reste de la surface de la matrice bidimensionnelle collée au dispositif de refroidissement. Cette variation d’épaisseur localisée peut être prévue lors de l’application de la colle entre la matrice bidimensionnelle et le dispositif de refroidissement, ou résulter d’une légère déformation de la matrice bidimensionnelle (par exemple en lui donnant une forme très sensiblement archée) collée sur le dispositif de refroidissement. La solution proposée par l’invention peut donc être vue comme une optimisation de la position et de la taille de la surface de contact entre la pluralité de sources électroluminescentes 10 et le dispositif de refroidissement 1 1 , relativement à l’étendue bidimensionnelle de la pluralité 10. D’un point de vue général, la surface de contact doit être limitée à la portion 100 de la face arrière de la matrice bidimensionnelle qui est destinée à connaître les plus hautes températures, pendant et en fonction de l’usage qui est fait du système lumineux selon l’invention. L’invention trouve à s’appliquer particulièrement pour une pluralité de sources électroluminescentes présentant sur son étendue bidimensionnelle des gradients de température significatifs, ce qui sous-entend que les sources électroluminescentes de la pluralité, le plus souvent identiques entre elles, puissent être portées à des températures différentes pendant et en fonction de leur usage. Ce cas est rencontré dès lors que chaque source électroluminescente peut être alimentée électriquement de façon indépendante des autres sources électroluminescentes de la pluralité.
La solution retenue présente notamment l’avantage de ne pas nécessiter de modifier l’architecture de la pluralité de sources électroluminescentes 10 par rapport à celle utilisée dans les systèmes d’éclairage selon l’art antérieur.
Par ailleurs, il ressort de la description qui précède que l’invention est adaptable en dimensions, voire en forme, au cas par cas. Cette adaptation est réputée être du ressort de l’homme du métier.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais s’étend à tout mode de réalisation couvert par les revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système lumineux (1 ), notamment d’éclairage, pour véhicule automobile, comprenant au moins une pluralité de sources électroluminescentes (10) arrangées en une matrice bidimensionnelle et un dispositif de refroidissement (1 1 ) de ladite au moins une pluralité de sources électroluminescentes (10) depuis une face arrière de la matrice bidimensionnelle, le système lumineux étant caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (1 1 ) est configuré pour assurer un transfert thermique par conduction supérieur avec une portion (100) de la face arrière de la matrice bidimensionnelle qu’avec le reste de la face arrière.
2. Système lumineux (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel ladite matrice bidimensionnelle de sources électroluminescentes est collée au dispositif de refroidissement (1 1 ) par l’intermédiaire d’une couche de colle, ladite portion (100) étant située au droit d’une variation d’épaisseur de la couche de colle appliquée entre ladite matrice bidimensionnelle de sources électroluminescentes et ledit dispositif de refroidissement (1 1 ).
3. Système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite portion (100) est située au droit des sources électroluminescentes qui, parmi chaque pluralité de sources électroluminescentes (10), sont destinées à recevoir, pour réaliser au moins une fonction d’éclairage déterminée du système lumineux (1 ), une puissance d’alimentation électrique supérieure à une première valeur seuil prédéterminée.
4. Système lumineux (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel la première valeur seuil prédéterminée est égale à 70%, voire égale à 80%, d’une puissance d’alimentation électrique maximale admissible par chaque source électroluminescente.
5. Système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel la fonction d’éclairage déterminée est celle qui, parmi les fonctions d’éclairage du système lumineux (1 ), requiert la plus importante puissance d’alimentation électrique comparativement aux autres fonctions d’éclairage du système.
6. Système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, chaque pluralité de sources électroluminescentes (10) étant destinée, selon son usage, à présenter, dans son étendue bidimensionnelle, une première partie présentant une température de jonction supérieure à une seconde valeur seuil prédéterminée, et une seconde partie présentant une température de jonction inférieure à ladite seconde valeur seuil prédéterminée, ladite portion (100) est située au plus au droit de la première partie, de préférence au droit de 80% de la première partie, et encore plus préférentiellement au droit de 70% de la première partie.
7. Système lumineux (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel la première partie est une partie centrale (101 ) de chaque pluralité de sources électroluminescentes (10) et la deuxième partie est une partie périphérique (102) à ladite partie centrale (101 ).
8. Système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel la seconde valeur seuil prédéterminée est comprise entre 60% et 90%, de préférence entre 70% et 80%, d’une valeur de température de jonction limite supérieure à laquelle au moins une source électroluminescente de la pluralité est destinée à être portée pendant son usage.
9. Système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, chaque pluralité de sources électroluminescentes (10) étant destinée, selon son usage, à présenter, dans son étendue bidimensionnelle, un gradient de température de jonction variant spatialement entre une température limite supérieure (21 ) et une température limite inférieure (22), ladite portion (100) est située au plus au droit d’une zone destinée à présenter, pendant son usage, une température de jonction supérieure de 20°C, de préférence supérieure de 30°C, à ladite température limite inférieure (22).
10. Système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, chaque pluralité de sources électroluminescentes (10) étant destinée, selon son usage, à présenter, dans son étendue bidimensionnelle, un gradient de température de jonction variant spatialement entre une température limite supérieure (21 ) et une température limite inférieure (22), ladite portion (100) est configurée de sorte que ladite température limite supérieure (21 ) soit inférieure, de préférence d’au moins 10°C, à une température de jonction maximale admissible de chaque source électroluminescente.
1 1 . Système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif de refroidissement (1 1 ) comprend au moins une plaque principale (1 1 1 ) constituée à base d’un matériau conducteur thermique et agencée de sorte à contacter directement ladite portion (100) de la face arrière de la matrice bidimensionnelle.
12. Système lumineux (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel le matériau à base duquel la plaque principale est constituée présente une conductivité thermique supérieure à 100 W-rrv1 -K 1 , par exemple une plaque à base de cuivre.
13. Système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif de refroidissement (1 1 ) comprend en outre au moins une plaque secondaire contactant au moins une partie complémentaire de la face arrière de la matrice bidimensionnelle relativement à la plaque principale (1 1 1 ), la plaque secondaire étant à base d’un matériau présentant une conductivité thermique inférieure, de préférence au moins deux fois inférieure, à une conductivité thermique du matériau à base duquel la plaque principale est constituée.
14. Système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif de refroidissement (1 1 ) est configuré pour n’assurer aucun transfert thermique par conduction depuis la face arrière de la matrice bidimensionnelle en dehors de ladite portion (100).
15. Système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sources électroluminescentes (10) de chaque pluralité forment un ensemble monolithique.
16. Véhicule automobile comprenant un système lumineux (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
PCT/EP2019/074062 2018-09-10 2019-09-10 Système lumineux pour véhicule WO2020053190A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1858105A FR3085742A1 (fr) 2018-09-10 2018-09-10 Systeme lumineux pour vehicule
FR1858105 2018-09-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020053190A1 true WO2020053190A1 (fr) 2020-03-19

Family

ID=64049408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/074062 WO2020053190A1 (fr) 2018-09-10 2019-09-10 Système lumineux pour véhicule

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3085742A1 (fr)
WO (1) WO2020053190A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007050893A1 (de) * 2007-10-24 2009-04-30 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Positionieren und Montieren einer LED-Baueinheit sowie Positionierkörper hierfür
WO2009155866A1 (fr) * 2008-06-25 2009-12-30 Chou, Cheng-Te Système d'éclairage à diodes électroluminescentes
DE202012005765U1 (de) * 2012-06-13 2012-07-05 Albert Chow LED-Einbauleuchte
DE202017102572U1 (de) * 2016-05-03 2017-05-24 Ford Global Technologies, Llc Lichtemittierende Diodenleuchten mit wärmeleitenden Linsen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007050893A1 (de) * 2007-10-24 2009-04-30 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Positionieren und Montieren einer LED-Baueinheit sowie Positionierkörper hierfür
WO2009155866A1 (fr) * 2008-06-25 2009-12-30 Chou, Cheng-Te Système d'éclairage à diodes électroluminescentes
DE202012005765U1 (de) * 2012-06-13 2012-07-05 Albert Chow LED-Einbauleuchte
DE202017102572U1 (de) * 2016-05-03 2017-05-24 Ford Global Technologies, Llc Lichtemittierende Diodenleuchten mit wärmeleitenden Linsen

Also Published As

Publication number Publication date
FR3085742A1 (fr) 2020-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3513119B1 (fr) Module lumineux a source electroluminescente monolithique
EP3342638B1 (fr) Dispositif d'éclairage pour un véhicule, combinant deux sources lumineuses
WO2019193074A1 (fr) Dispositif lumineux à matrice monolithique de véhicule automobile pour écriture au sol
EP3784953B1 (fr) Module optique projetant un faisceau lumineux à pixels
FR3062217A1 (fr) Aboutage de sources lumineuses pixelisees
EP3399519B1 (fr) Module lumineux pour un vehicule automobile configure pour projeter un faisceau lumineux formant une image pixelisee
FR3055947B1 (fr) Systeme optique de vehicule automobile
EP4078020A1 (fr) Système de projection de faisceaux lumineux
FR3101391A1 (fr) Système optique
WO2020053190A1 (fr) Système lumineux pour véhicule
WO2020064964A1 (fr) Système optique de projection et module lumineux pour véhicule
FR3101932A1 (fr) Système optique
FR3105350A1 (fr) Module lumineux pour véhicule automobile.
WO2024094536A1 (fr) Dispositif d'éclairage
WO2024094529A1 (fr) Dispositif d'éclairage
FR3084307A1 (fr) Systeme d'eclairage pour vehicule automobile
WO2023094332A1 (fr) Dispositif optique de projection à trois lentilles
FR3103876A1 (fr) Dispositif optique de projection de faisceaux lumineux
EP4292140A1 (fr) Source lumineuse pour la signalisation d'un véhicule automobile
FR3105351A1 (fr) Module lumineux de véhicule automobile.
FR3039882A1 (fr) Dispositif d’eclairage et/ou de signalisation pour vehicule automobile
FR3096759A1 (fr) Procédé de fonctionnement d'un dispositif d'éclairage automobile et dispositif d'éclairage automobile
FR3144252A1 (fr) Dispositif d’éclairage
FR3119879A1 (fr) Dispositif lumineux pour automobile
FR3113994A1 (fr) Procédé de fonctionnement d'un dispositif d'éclairage automobile et dispositif d'éclairage automobile

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19763006

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19763006

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1