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WO2024218264A1 - Module lumineux à guide de lumière flexible pour affichage segmenté - Google Patents

Module lumineux à guide de lumière flexible pour affichage segmenté Download PDF

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Publication number
WO2024218264A1
WO2024218264A1 PCT/EP2024/060650 EP2024060650W WO2024218264A1 WO 2024218264 A1 WO2024218264 A1 WO 2024218264A1 EP 2024060650 W EP2024060650 W EP 2024060650W WO 2024218264 A1 WO2024218264 A1 WO 2024218264A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
guide
sub
strips
parts
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/060650
Other languages
English (en)
Inventor
Rabih TALEB
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 WO2024218264A1 publication Critical patent/WO2024218264A1/fr

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    • G02B6/0075—Arrangements of multiple light guides
    • G02B6/0078—Side-by-side arrangements, e.g. for large area displays
    • G02B6/008—Side-by-side arrangements, e.g. for large area displays of the partially overlapping type

Definitions

  • the present invention relates to the field of light guide light modules, in particular light modules with a flexible light guide, for displaying a light pattern, in particular for displaying a segmented dynamic light pattern.
  • a light module can enable a segmented display with a light source dedicated to each segment of the module, the light module comprising several aligned light sources. The successive activation of the sources then allows the creation of a gradual dynamic pattern, by dynamic activation of some of the segments of the light module.
  • LED sources for “Light Emitting Diode” in English.
  • Each LED corresponds to a segment, and the light module includes as many LEDs as segments. Several dozen LEDs can thus be used in such a light module.
  • Dedicated optical elements including optical lenses in particular, are also arranged opposite the LEDs in order to improve the rendering of the light module, in particular so that the LEDs are not seen by an external observer as point sources but rather as a uniformly illuminated surface.
  • a light module capable of producing a segmented display of a light pattern, the light module being light, compact, if possible flexible and allowing good homogeneity of the light pattern displayed.
  • the present invention improves the situation.
  • a first aspect of the invention relates to a light module comprising at least one light guide of an at least partially transparent and flexible material, said light guide comprising at least two guide strips, each guide strip comprising a first part and a second part.
  • the first parts of the guide strips of a light guide are arranged next to each other.
  • the second parts of the guide strips of a light guide are bent in a direction substantially normal to the first parts such that the second parts of the guide strips at least partially overlap.
  • Each second guide strip part of a light guide comprises a first sub-part and a second sub-part, the first sub-part is capable of guiding light rays from the first part of the guide strip to the second sub-part, and the second sub-part is capable of extracting light according to a predefined pattern.
  • the light module further comprises a light source associated with each guide strip of a light guide, each light source associated with a guide strip being capable of injecting light rays into the first part of the guide strip.
  • the invention makes it possible to use a flexible light guide with several guide strips, the second parts of which are superimposed. It is thus possible to produce a segmented display in the second sub-parts of the guide strips.
  • the integration of such a light module is easier than in the prior art, because the light sources are offset, and because the light guide is flexible, and can therefore be mounted on a non-planar support, such as a curved support.
  • the light module according to the invention does not require optical elements as in the prior art, which considerably reduces the size and weight of the light module.
  • the use of a light guide allows a surface display with good homogeneity.
  • the first parts of the guide strips are joined at least partially to each other. This facilitates gripping of the light guide, for example for mounting the guide in a light module. Furthermore, such a configuration makes it possible to simplify the method of manufacturing the light guide, in particular when the light guide is obtained by a roll-to-roll manufacturing method, the guide strips being cut in a given portion and not in its entire length.
  • the second parts are separated from each other such that each of said second parts can be folded in the direction substantially normal to the corresponding first part and such that said second parts at least partially overlap.
  • each light guide may have a thickness of between 12 and 1000 micrometers, in particular between 25 and 1000 micrometers, in particular between 50 and 500 micrometers, in particular between 50 and 125 micrometers.
  • the light module according to the invention is all the lighter and more compact as the light guide is thin.
  • each light source may be of the MicroLED or MiniLED type, with at least one dimension of the light source less than 1000 micrometers, in particular less than 500 micrometers, in particular less than 125 micrometers.
  • the light sources are of similar dimensions to the thickness of the guide strips, which allows light injection with little light loss, and therefore improves the luminous efficiency of the light module.
  • the second sub-portions may have different lengths from each other.
  • the guide strips have the same length so that when the second parts are folded in the direction substantially normal to the first parts to have said second parts at least partially superimposed on each other, the second sub-parts have lengths different from each other.
  • the second sub-portion of the guide strip having the longest first sub-portion may be shorter than the second sub-portion of the guide strip having the shortest first sub-portion.
  • the differences in length of the second sub-parts can compensate for the differences in length of the first sub-parts, which are unavoidable due to the folding of the second parts.
  • Such compensation makes it possible to facilitate the manufacture of the light module, in particular when the light guide is obtained by a roll-to-roll manufacturing process, the guide strips being cut from a given portion of a roll of material capable of guiding the light in its thickness, by total internal reflection.
  • the light guide of the light module according to the invention can then be cut from a first rectangular portion of material, which allows mass production by a roll-to-roll process with a minimization of material losses.
  • the second outermost sub-part of the light guide may be the second shortest sub-part of a light guide.
  • the second sub-portions may comprise an area which does not face any other second sub-portion of the light guide, thereby improving the light output of the light module.
  • the second outermost sub-part is equivalently the second furthest sub-part from a support on which the light module is arranged.
  • the second outermost sub-portion of the light guide may be the second longest sub-portion.
  • each second sub-part of a guide strip is capable of extracting light homogeneously across the entire second sub-part.
  • the second sub-parts having different sizes, it is then possible to have a gradual dynamic display by successive activation of the different light sources.
  • each second sub-part is capable of extracting light in a given area of the second sub-part, and the given areas of the second sub-parts of a light guide do not overlap.
  • each guide strip is dedicated to illuminating a given area of the light module, and combinations of light sources can be activated to achieve a dynamic display, including a gradual dynamic display.
  • the light module may comprise a first light guide and a second light guide, a first set of light sources and a second set of light sources.
  • the first light guide comprises at least two first guide strips and the second light guide comprises at least two second guide strips.
  • the second portions of the first guide strips of the first light guide are bent in a direction substantially normal to the first portions, in a first sense, such that the second portions of the first guide strips at least partially overlap.
  • the second portions of the second guide strips of the second light guide are bent in a direction substantially normal to the first portions, in a second sense opposite the first sense, such that the second portions of the second guide strips at least partially overlap.
  • the first light guide and the second light guide are arranged such that a slice of the second longest sub-portion of the first guide strips faces a slice of the second longest sub-portion of the second guide strips.
  • each light guide comprises a polycarbonate, PC, polymethyl methacrylate, PMMA, thermoplastic polyurethane, TUP, polyethylene terephthalate, PET, or silicone film.
  • Such materials allow good conduction of light rays by total internal reflection, with good flexibility and a high degree of transparency.
  • Each second guide strip portion comprises a first sub-portion and a second sub-portion, the first sub-portion being capable of guiding light rays from the first guide strip portion to the second sub-portion, and wherein the microstructures are formed in the second sub-portion so as to extract light into the second sub-portion according to one of the predetermined patterns.
  • the method may further comprise adding at least one layer of glue to at least a portion of the first portion, and preferably two layers of glue, one above and one below the portion of the first portion.
  • the part in which the glue layer is added can advantageously correspond to the second part of the guide strips described later.
  • an at least partially transparent protective layer which may be made of PC or another material, can be added to each layer of glue, by lamination.
  • FIG. 1 illustrates a front view of a guide sheet of a light module according to embodiments of the invention
  • FIG. 1 illustrates a front view of a light module according to a first embodiment
  • FIG. 1 illustrates a front view of a light module according to a second embodiment
  • FIG. 1 illustrates a front view of a light module according to a third embodiment
  • FIG. 1 illustrates a side view of a system for manufacturing a light guide of a light module according to embodiments of the invention
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the steps of a method of manufacturing a light module according to embodiments of the invention.
  • the description focuses on the characteristics that distinguish the light module and the signaling device from those known in the state of the art.
  • the light module 100 comprises at least one light guide 110, forming a guide sheet, which can be flexible and capable of receiving light rays via at least one light injection edge 114 and of returning the light rays in a direction Z substantially normal to a surface of the light guide 110 which thus extends in an XY plane on the .
  • a light guide sheet is a light guide of which one of the dimensions is much smaller than the other two dimensions in space, for example one or more orders of magnitude smaller. As illustrated in the , we consider here a light guide 110 whose thickness along the Z axis is at least two orders of magnitude less than its dimensions along the XY plane in which the light guide 110 extends.
  • the light guide 110 may comprise a film 111 at its core, which may be flexible, comprising the light injection edge 114, being capable of guiding the light rays in a global direction X, and comprising a set of microstructures 113 capable of returning the light rays guided in the film 111 outside the flexible light guide 110, in particular in one or more directions substantially along the Z axis.
  • the film 111 may be a substrate film made of polycarbonate, PC, polymethyl methacrylate, PMMA, thermoplastic polyurethane, TUP, polyethylene terephthalate, PET, silicone, or even glass.
  • the film 111 may have a thickness e, i.e. a dimension along the Z axis, of between 12 and 1000 micrometers. More precisely, the thickness of the film 111 may be between 25 and 1000 micrometers, in particular between 50 and 500 micrometers, and preferably between 50 and 125 micrometers.
  • it is the guide sheet 110 which has a thickness of between 12 and 1000, in particular between 25 and 1000 micrometers, in particular between 50 and 500 micrometers, and preferably between 50 and 125 micrometers.
  • Other materials may be provided for the composition of the film 111.
  • a thin coating of microstructures 113 may be created on one of the faces of the film 111, or in the film 111.
  • the microstructures are formed on the surface of the film, or in the film, in a distribution making it possible to produce a light pattern.
  • several light patterns are produced, with a light pattern for each guide strip, as will be better understood in light of the description of the following figures.
  • Each light pattern is obtained from light extraction zones which are zones of the film 111 comprising microstructures 113.
  • the light pattern may also comprise dark zones, which are zones of the film 111 not comprising microstructures 113.
  • the respective arrangements, as well as the respective shapes, of the light extraction zones and the dark zones together form the light pattern of a light guide 110.
  • Microstructures 113 are structures, or irregularities, of the flexible film, at least one of the dimensions of which is less than a few micrometers.
  • the microstructures 113 may be of the order of 50 micrometers in diameter and 1 or 2 micrometers in height.
  • the microstructures thus also cover nanometric structures.
  • Such sizes of microstructures 113 make it possible to ensure high transparency of the flexible film 111.
  • a transparency of the order of 97% can be obtained in practice by the use of microstructures 113.
  • the guide sheet may be semi-transparent or partially transparent.
  • the microstructures are capable of redirecting the light injected into the light guide in one or more directions different from the injection direction along the X axis.
  • at least some of the redirected light rays are redirected in a direction substantially parallel to the Z axis, in particular in a direction directed towards the outside of the light module 100.
  • such microstructures are capable of redirecting the guided light rays in all directions in space, in a Lambertian manner.
  • microstructures 113 are formed on the face of the film 111.
  • the microstructures 113 can be obtained by adding or removing material from the flexible film.
  • the microstructures can be obtained by embossing by applying a roller having irregularities to mechanically print microstructures on the surface of the film 111.
  • the microstructures 113 can be obtained by irradiation, for example by UV rays, by baking a polymer in contact with a mold, a roller or any other surface comprising irregularities capable of forming the microstructures 113 by shape complementarity.
  • the microstructures 113 are formed at locations where a coating of the flexible film made of a material having a low refractive index is removed from the flexible film, so as to form microstructures by material removal.
  • the microstructures are holes or gaps.
  • surface or volumetric, prismatic, reflective, diffracting or diffusing additional elements may be added in the holes or gaps to form the microstructures 113.
  • the microstructures 113 can be obtained by treating the surface of the film 111, in which case they are of the same material as the film 111 or correspond to an absence of material of the film 111. Such treatment can be by mechanical or laser tracing, by laser ablation, by sandblasting, by exposure to radiation, by chemical treatment or by any other treatment making it possible to obtain irregularities in a controlled manner on the face of the film 111.
  • the microstructures 113 are elements exogenous to the film added to the face of the film 111.
  • the microstructure coating 113 may in particular have a thickness along the Z axis of less than 20 micrometers.
  • the density of the microstructures 113 may vary in the light extraction zones depending on their distance from the light injection edge 114.
  • Pattern means any predefined spatial distribution or distribution of the light intensity emitted by the light module.
  • a pattern may thus comprise a homogeneous distribution of light over the entirety of a given area of the light guide, in particular in the second sub-parts of guide strips which will be described in the following.
  • the pattern may also be a two-dimensional shape or symbol obtained by contrast between the light extraction areas and the dark areas of the light guide 110.
  • the pattern may also comprise several shapes or symbols.
  • a pattern covers a predefined spatial distribution of the light intensity not showing a general shape, such as a distribution inducing a cloud of light points.
  • the patterns displayed according to the invention are preferably symbols making it possible to indicate signaling information for the motor vehicle.
  • the flexible guide sheet 110 may further comprise one or two optional protective layers 112.1 and 112.2, which make it possible to mechanically protect the film 111.
  • the protective layers 112.1 and 112.2 may comprise an anti-UV treatment, preferably the protective layer 112.1 through which the light rays returned by the microstructures 113 are emitted, making it possible to protect the film against UV rays, once the microstructures 113 have been created. Without such UV protection, the pattern projected by the guide sheet 110 is likely to degrade over time, in particular when exposed to sunlight.
  • the film 111 and the protective layers 112.1 and 112.2 are shown spaced apart on the , for illustrative purposes only. It will be understood, however, that the protective layers 112.1 and 112.2 may be attached to the film 111, in particular by lamination.
  • the propagation of light rays in the 111 film is done by total internal reflection thanks to the difference between the refractive index of the 111 film and that of a layer of glue or adhesive applied to at least one face of the flexible film.
  • the assembly of the film 111 with the protective layers 112.1 and 112.2 can be done by gluing. Specifically, a layer of glue is located between the film 111 and each protective layer 112.1 and 112.2, and this on both sides of the film to adhere the protective layers to the film 111.
  • the selected glue is transparent and has a refractive index different from, in particular lower than, that of the film so as to allow total internal reflection in the film 111.
  • the glue may comprise silicone or acrylic.
  • the guide sheet is capable of guiding light by total internal reflection of this light, for example from an entry zone, here the injection edge 114, to an exit zone.
  • the guide sheet 110 may be flexible, it is not necessarily included in a plane but can be curved, depending on the position in which it is placed and the mechanical constraints applied to it.
  • the light guide 110 is cut into at least two guide strips.
  • the light guide 110 is at least partially cut into six guide strips 120.1 to 120.6.
  • a manufacturing method for obtaining a light module 100 according to the invention will be described in the following.
  • a guide strip is called a guide sheet, that is to say a guide with a dimension several orders smaller than the other two dimensions, called principal dimensions, one of the principal dimensions of which is at least five times smaller, and preferably at least ten times smaller, than the other principal dimension.
  • each of the guide strips 120.1 to 120.6 has a width W along the Y axis which is at least five times, and preferably at least ten times, less than a length L extending, on the , along the X axis.
  • the guide strips 120.1 to 120.6 all have the same length L, which facilitates their manufacture since they can be obtained from a roll-to-roll process, from a roll of film 111, and with cutting along the Y axis facilitated and with minimal losses, to obtain a light guide, followed by at least partial separation of the guide strips 120.1 to 120.6 by cuts along the X axis.
  • the guide strips 120.1 to 120.6 according to the invention comprise two parts, namely a first part 200 and a second part 210.
  • the guide strips 120.1 to 120.6 are separated at least in the second part 210, so as to be able to be folded between the first and second parts 200 and 210 and so that the second parts 210 of the guide strips 120.1 to 120.6 overlap, as will be better understood in light of the description of the .
  • the guide strips 120.1 to 120.6 can be joined, or can be partially cut.
  • Each guide strip 120.1 to 120.6 is however capable of guiding light rays which are injected into the injection edge 114 in a Y-position interval specific to the guide strip.
  • the first parts 200 of the guide strips 120.1 to 120.6 do not comprise a light extraction zone, that is to say that the first parts 200 do not have any pattern 113 allowing the light rays to be deflected towards the outside of the light guide 110, in particular in directions substantially along the Z axis, in the direction of the positive Zs and/or in the direction of the negative Zs.
  • all the light rays injected into the first part 200 of a guide strip 120.1 to 120.6 are guided towards the second part 210.
  • the second portions 210 of the guide strips 120.1 to 120.6 comprise a first sub-portion 211.1-211.6 and a second sub-portion 212.1-212.6, the first sub-portion 211.1-211.6 being comprised between the first portion 210 and the second sub-portion 212.1-212.6.
  • the first sub-part 211.1-211.6 of each guide strip 120.1 to 120.6 is capable of guiding the light rays received from the first part 210 to the second sub-part 212.1-212.6.
  • the first sub-part 211.1-211.6 does not include any light extraction zone, i.e. no microstructure 113 capable of returning the light outside the guide sheet 110.
  • the second sub-part 212.1-212.6 of each guide strip 120.1 to 120.6 comprises at least one light extraction zone, i.e. a set of microstructures 113 distributed according to a given pattern between a set of X positions of the second sub-part 212.1-212.6.
  • the first subpart 211.1-211.6 of a given guide strip 120.1-120.6 has a different length from the first subpart 211.1-211.6 of another guide strip. Furthermore, when the guide strips 120.1 to 120.6 have the same length L, the second subpart 212.1-212.6 of a given guide strip has a different length from the second subpart 212.1-212.6 of another guide strip.
  • the first subpart 211.1-211.6 and the second subpart 212.1-212.6 shown are the first subparts of the first guide strip 120.1 and the sixth guide strip 120.6.
  • the first subparts of the other guide strips 120.2-120.5 are shorter than the first subpart 211.1 and longer than the first subpart 211.6.
  • the second subparts of the other guide strips 120.2-120.6 are longer than the second subpart 212.1 of the first guide strip 120.1 and shorter than the second subpart 212.6 of the sixth guide strip 120.6.
  • the guide strips 120.1 to 120.6 may be cut so as to have different respective lengths Li.
  • the length Li of each strip of index length i may be greater than the length Li-1 of the strip of index length i-1.
  • the guide sheet 110 from which the guide strips 120.1 to 120.6 are cut has a thickness e and is made of one of the aforementioned materials, so that the guide strips 120.1 to 120.6 are flexible.
  • the invention then provides for folding the second part 210 of each guide strip 120.1 to 120.6 along the Y axis, so that the second parts 210 of the guide strips 120.1 to 120.6 overlap, at least partially.
  • the first sub-parts 211.1-211.6 overlap completely, while the second sub-parts 212.1-212.6 overlap at least partially.
  • the guide strips 120.1-120.6 have the same length L and the second sub-parts 212.1-212.6 only partially overlap.
  • each guide strip completely overlaps with the guide strip which is directly below.
  • each second sub-portion of a given guide strip is shorter than the second sub-portion of the guide strip located below the given guide strip.
  • the guide strips are not necessarily in an XY plane since they are flexible. In particular, they can be arranged on a non-planar curved support, not shown in the figure. .
  • each second guide strip sub-part 120.1-120.6 is capable of returning light according to a different pattern in other second sub-parts.
  • the light patterns produced by the second guide strip sub-parts 120.1-120.6 may differ in their size, their light intensity, their position and/or their shape.
  • the light patterns may be produced by creating the microstructures 113 at given positions, forming said light pattern, of the second sub-parts 212.1 to 212.6.
  • the second sub-parts 212.1 to 212.6 are capable of extracting light and emitting light rays in the half-space of the positive Zs, in particular in a main direction along the Z axis or along a direction forming an angle of less than 15° with the Z axis.
  • each of the second sub-parts 212.1 to 212.6 is capable of extracting light rays according to a homogeneous light pattern over the entirety of the second sub-part.
  • the second sub-parts 212.2 to 212.6 other than the second sub-part 212.1 positioned furthest to the outside of the light module 100 emit partially through the second sub-parts below which they are located.
  • the light rays extracted in the zone 220.2 can exit directly from the light module 100 while the light rays extracted in the complementary zone of the zone 220.2, that is to say the zone of the second sub-part 212.2 which is located below the second sub-part 212.1, pass through the second sub-part 212.1.
  • the second sub-parts 212.3 to 212.6 the same applies to the second sub-parts 212.3 to 212.6.
  • guide strips 120.1-120.6 that are at least partially transparent so that the light extracted by the second sub-parts 212.2 to 212.6 can pass through the sub-part(s) located above without causing too much loss of light intensity.
  • the material of the guide strips 120.1 to 120.6 and their thickness may be chosen so as to have a high level of transparency, in particular greater than 90% and preferably greater than 95%, for example equal to 97%.
  • each second sub-part comprises a zone above which no other second sub-part of another guide strip is superimposed, the second sub-part being able to extract light rays according to a homogeneous pattern in said zone.
  • the relative term “above” is expressed relative to a support on which the light module 100 is placed.
  • the second sub-part 212.6 in contact with the support is that which is located the lowest of the stack of second sub-parts 212.1-212.6.
  • Areas 220.2 to 220.6 have a square format of W by W, when all guide strips 120.1 to 120.6 have the same length L, as shown in the . However, when the length Li of each strip of index length i is greater than the length Li-1 of the strip of index length i-1, the areas may be rectangular in shape.
  • the light patterns are exclusive and complementary to each other, and are formed at X-Y positions that are disjoint, whereas in the first example, the light patterns partially overlap.
  • the light module 100 further comprises a set of light sources 130.1 to 130.6 respectively capable of injecting light into the injection edge 114 of the guide strips 120.1 to 120.6.
  • each light source is opposite the injection slice 114 of a given guide strip.
  • the light sources 130.1 to 130.6 are preferably electroluminescent sources, of the LED type, for “Light Emitting Device”.
  • each light source in order to minimize light losses, and thus maximize the light output corresponding to the ratio between the luminous intensity of the emitted rays, and the luminous intensity of the light rays injected into the guide strip which is associated with the light source, each light source has at least one dimension of the same order of magnitude as the thickness e of each guide strip.
  • each light source may have dimensions of less than 150 micrometers, in particular less than 100 micrometers. Light sources of the miniLED or microLED type make it possible to achieve such dimensions, and the light sources 130.1 to 130.6 are thus preferably miniLEDs or microLEDs.
  • the light sources 130.1 to 130.6 can be arranged on the same support 140, which can be a printed circuit, also called PCB for “Printed Circuit Board” in English.
  • the control module 150 may further comprise a control unit 150 capable of individually controlling each of the light sources 130.1 to 130.6.
  • the control unit 150 may control the light sources 130.1 to 130.6 via the printed circuit 140.
  • the light module 100 may further comprise collimation optical elements 131.1 to 131.6, each collimation optical element being arranged opposite one of the light sources 130.1 to 130.6 so as to collimate the light rays emitted from the light source towards the injection edge of the guide strip associated with the light source.
  • the light output of the light module 100 is thus improved.
  • the light module 100 is thus capable, by selective control of the light sources 130.1 to 130.6, of producing a dynamic light pattern by gradual display.
  • a gradual display can be achieved by successively activating each of the light sources 130.1 to 130.6, that is to say that when one light source is activated, the other light sources are deactivated.
  • control unit 100 can determine the light source to be activated based on a received control signal, the other light sources being deactivated.
  • a gradual display can be realized by cumulatively activating the light sources 130.1 to 130.6, that is, the first light source 130.1 is activated, then the first light source 130.1 and the second light source 130.2 are activated at the same time, then the first, second and third light sources 130.1-130.3 are activated together, and so on.
  • control unit 100 can determine the combination of at least one light source to be activated based on a received control signal.
  • the second example has the advantage of better homogeneity, since each second sub-part is able to extract light and redirect the light rays outside the light module 100, without the light rays passing through the other second sub-parts.
  • the light sources 130.1 to 130.6 can have the same power.
  • the first light source 130.1 can have a greater power when the second sub-part 212.1 has a larger surface area than the areas 220.2 to 220.6.
  • the 100 light module of the is identical to that of the , but the light module 100 according to the second embodiment is arranged differently.
  • the light module 100 according to the second embodiment is obtained by a symmetry around the Y axis of the light module 100 of the .
  • the second largest sub-part 212.6 is above the other second sub-parts 212.1 to 212.5, and the second sub-part 212.1 is below the other sub-parts 212.2 to 212.6.
  • the second sub-parts 212.1 to 212.6 are also capable of extracting light and emitting light rays in the half-space of the positive Zs, in particular in a main direction along the Z axis or along a direction forming an angle of less than 15° with the Z axis.
  • each of the second sub-parts 212.1 to 212.6 is capable of extracting light rays according to a homogeneous light pattern over the entirety of the second sub-part.
  • each second sub-part comprises an area below (and not above, as in the first embodiment) which no other second sub-part of another guide strip is superimposed, the second sub-part being capable of extracting light rays according to a homogeneous pattern in said area.
  • the second example no longer has the advantage of homogeneity that was allowed in the first embodiment.
  • the light rays extracted from the area 220.2 pass through the second sub-portions 212.3, 212.4, 212.5 and 212.6 before exiting the light module 100, while the light rays extracted from the area 220.4, for example, pass through the second sub-portions 212.5 and 212.6.
  • the second sub-parts 212.7 to 212.12 of the second light guide 110.2 are positioned in the extension of the second sub-parts 212.1 to 212.6 of the first light guide 110.1.
  • a slice of the longest second sub-part 212.6 of the first light guide 110.1 is opposite, or even is attached to, a slice of the longest second sub-part 212.12 of the second light guide 110.2.
  • the system 600 is capable of manufacturing a series of light guides from a roll of material 620, of the same material and the same thickness as the flexible film 111 previously described.
  • the roll of material 620 can furthermore be covered with a layer of glue, made of silicone or acrylic, not shown in the .
  • the light guides obtained by the system 600 are in accordance with the light guide 110 illustrated in the , that is, before the guide strips are bent to obtain the light module 100 according to FIGS. 3 to 5.
  • the system 600 comprises for this purpose a belt 601 on which the roll of material 620 is arranged, the belt being driven in translation by a first drive device 602.
  • the system further comprises at least one device capable of forming microstructures in a first portion of the roll of material 620 corresponding to a first light guide, such as the light guide 110 illustrated with reference to the .
  • the device may in particular form microstructures in the first portion at positions corresponding to the second sub-portions 212.1 to 212.6, the microstructures being formed according to the predefined light pattern for each of the second sub-portions 212.1 to 212. No restriction is attached to the manner in which the microstructures are formed in the first portion. Examples of microstructure formation techniques have been given previously. The manufacturing method is described within the framework of a given technique for illustrative purposes only.
  • microstructures 113 previously described are thus formed at the positions defined by the pins of the mask 611.
  • the microstructures are formed, according to the predefined patterns, in the second sub-parts 212.1 to 212.6 of the light guide 110 shown in the .
  • microstructures may be provided, as described above.
  • other roll-to-roll techniques may be used to form the microstructures.
  • a step 700 the material roll 620 is placed on the first drive device 602.
  • step 701 the first drive device 602 translates the roll of material towards the second drive device 612 on which the mask 612 is installed. More generally, step 701 is a step of translating the roll of material 620 so that a first portion of the roll is treated by at least one device capable of forming microstructures.
  • the drive devices 602 and 612 compress the mask 611 onto the first portion of the material roll 620.
  • the first portion of material on which the mask has been applied is irradiated by the UV irradiation device 630.
  • steps 702 and 703 are a step of forming microstructures in the first portion of the roll of material 620, such formation possibly involving techniques other than the application of a mask and UV irradiation, as previously explained.
  • the microstructures are formed so as to produce several light patterns in distinct bands of positions of the first portion.
  • the mask is predefined according to the size, the number, the position and the light pattern to be produced in the second sub-portions 212.1 to 212.6 as shown in FIG. .
  • the first portion is separated by the cutting device 640 from the remainder of the roll of material.
  • the guide strips 120.1 to 120.6 are cut, by cutting along the X axis, as previously explained.
  • a step 706 the guide strips 120.1 to 120.6 thus cut are folded between the first part and the second part, in a direction perpendicular to the first part, so that the second parts of the guide strips overlap at least partially, as illustrated in FIGS. 3 to 5 previously described.
  • light sources 130.1 to 130.6 may be arranged opposite the light injection edge of the light guide 110.
  • a light module 100 is thus obtained according to embodiments of the invention.
  • Such a light module can be integrated into equipment, for example in exterior or interior equipment of a motor vehicle.
  • the method may further comprise, between steps 704 and 705, following the formation of microstructures, adding at least one layer of glue to at least a portion of the first portion, and preferably two layers of glue, one above and one below the portion of the portion of the first portion.
  • the part in which the glue layer is added may advantageously correspond to the second part of the guide strips.
  • the method may further comprise the addition of a protective layer, which may be made of PC or another material, on each glue layer, by lamination.

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Abstract

La présente invention concerne un module lumineux (100) comprenant un guide de lumière (110) transparent et flexible et comprenant des bandes de guidage (120.1-120.6). Des premières parties des bandes de guidage d'un guide de lumière sont agencées les unes à côté des autres et des deuxièmes parties des bandes de guidage sont pliées dans une direction sensiblement normale aux premières parties de manière à ce que les deuxièmes parties des bandes de guidage se superposent au moins partiellement. Chaque deuxième partie comprend une première sous-partie (211.1-211.6) et une deuxième sous-partie (212.1-212.6). La deuxième sous-partie est apte à extraire de la lumière selon un motif prédéfini. Le module lumineux comprend en outre une source de lumière (130.1-130.6) associée à chaque bande de guidage et apte à injecter des rayons lumineux dans la première partie de la bande de guidage.

Description

Module lumineux à guide de lumière flexible pour affichage segmenté
La présente invention se rapporte au domaine des modules lumineux à guide de lumière, notamment des modules lumineux avec un guide de lumière flexible, pour l’affichage d’un motif lumineux, notamment pour l’affichage d’un motif lumineux dynamique segmenté.
Il est désormais courant de réaliser des fonctions lumineuses dans des équipements de tous types, notamment dans des équipements pour véhicules automobiles, notamment à des fins de signalisation d’informations, dans un but esthétique de personnalisation ou de création d’ambiance.
Un module lumineux peut permettre un affichage segmenté avec une source de lumière dédiée à chaque segment du module, le module lumineux comprenant plusieurs sources de lumière alignées. L’activation successive des sources permet alors la réalisation d’un motif dynamique graduel, par activation dynamique de certains des segments du module lumineux.
A cet effet, il peut être prévu d’aligner des sources de type LEDs, pour “Light Emitting Diode” en anglais. Chaque LED correspond à un segment, et le module lumineux comprend autant de LEDs que de segments. Plusieurs dizaines de LEDs peuvent ainsi être utilisées dans un tel module lumineux.
Des éléments optiques dédiés, comprenant des lentilles optiques notamment, sont en outre agencés en regards des LEDs afin d’améliorer le rendu du module lumineux, notamment afin que les LEDs ne soient pas vues par un observateur extérieur comme des sources ponctuelles mais plutôt comme une surface éclairée de manière homogène.
L’utilisation d’un grand nombre de LEDs et d’éléments optiques dédiés induit un encombrement important et conduit en outre à l’obtention d’un module lumineux lourd, pouvant faire plusieurs kilogrammes.
De tels inconvénients rendent impossibles une intégration de ces modules lumineux dans des équipements en environnement contraint, comme c’est le cas notamment dans les équipements automobiles.
Ainsi, il existe un besoin d’un module lumineux apte à réaliser un affichage segmenté d’un motif lumineux, le module lumineux étant léger, peu encombrant, si possible flexible et permettant une bonne homogénéité du motif lumineux affiché.
La présente invention vient améliorer la situation.
Un premier aspect de l’invention concerne un module lumineux comprenant au moins un guide de lumière d’un matériau au moins partiellement transparent et flexible, ledit guide de lumière comprenant au moins deux bandes de guidage, chaque bande de guidage comprenant une première partie et une deuxième partie. Les premières parties des bandes de guidage d’un guide de lumière sont agencées les unes à côté des autres. Les deuxièmes parties des bandes de guidage d’un guide de lumière sont pliées dans une direction sensiblement normale aux premières parties de manière à ce que les deuxièmes parties des bandes de guidage se superposent au moins partiellement. Chaque deuxième partie de bande de guidage d’un guide de lumière comprend une première sous-partie et une deuxième sous-partie, la première sous-partie est apte à guider des rayons lumineux de la première partie de la bande de guidage vers la deuxième sous-partie, et la deuxième sous-partie est apte à extraire de la lumière selon un motif prédéfini. Le module lumineux comprend en outre une source de lumière associée à chaque bande de guidage d’un guide de lumière, chaque source de lumière associée à une bande de guidage étant apte à injecter des rayons lumineux dans la première partie de la bande de guidage.
Ainsi, l’invention permet d’utiliser un guide de lumière flexible avec plusieurs bandes de guidage dont des deuxièmes parties sont superposées. Il est ainsi rendu possible de réaliser un affichage segmenté dans les deuxièmes sous-parties des bandes de guidage. L’intégration d’un tel module lumineux est plus aisé que dans l’art antérieur, car les sources de lumière sont déportées, et car le guide de lumière est flexible, donc peut être monté sur un support non plan, tel qu’un support galbé. En outre, le module lumineux selon l’invention ne nécessite pas d’éléments optiques comme dans l’art antérieur, ce qui diminue considérablement l’encombrement et le poids du module lumineux. En outre, l’utilisation d’un guide de lumière permet un affichage surfacique avec une bonne homogénéité.
Selon des modes de réalisation, les premières parties des bandes de guidage sont jointes au moins partiellement les unes aux autres. Ceci facilite la préhension du guide de lumière, par exemple pour le montage du guide dans un module lumineux. En outre, une telle configuration permet de simplifier le procédé de fabrication du guide de lumière, en particulier lorsque le guide de lumière est obtenu par un procédé de fabrication rouleau à rouleau, les bandes de guidage étant découpée dans une portion donnée et non pas dans toute sa longueur.
Selon des modes de réalisation, les deuxièmes parties sont séparées les unes des autres de manière à ce que chacune desdites deuxièmes parties peut être pliée dans la direction sensiblement normale à la première partie correspondante et de manière à ce que lesdites deuxièmes parties se superposent au moins partiellement.
Selon des modes de réalisation, chaque guide de lumière peut avoir une épaisseur comprise entre 12 et 1000 micromètres, notamment entre 25 et 1000 micromètres, notamment entre 50 et 500 micromètres, notamment entre 50 et 125 micromètres.
De telles épaisseurs permettent d’obtenir un guide de lumière avec une flexibilité élevée, facilitant son intégration dans tout type d’équipement, notamment sur un support non-plan, par exemple galbé, d’un tel équipement. En outre, le module lumineux selon l’invention est d’autant plus léger et peu encombrant que le guide de lumière est fin.
En complément, chaque source de lumière peut être de type MicroLED ou MiniLED, avec au moins une dimension de la source de lumière inférieure à 1000 micromètres, notamment inférieure à 500 micromètres, notamment inférieure à 125 micromètres.
Ainsi, les sources de lumière sont de dimensions semblables à l’épaisseur des bandes de guidage, ce qui permet une injection de lumière avec peu de pertes lumineuses, et ce qui améliore par conséquent le rendement lumineux du module lumineux.
Selon des modes de réalisation, les deuxièmes sous-parties peuvent avoir des longueurs différentes les unes des autres.
Selon des modes de réalisation, les bandes de guidage ont une même longueur de façon à ce que lorsque les deuxièmes parties sont pliées dans la direction sensiblement normale aux premières parties pour avoir lesdites deuxièmes parties au moins partiellement superposées les unes sur les autres, les deuxièmes sous-parties ont des longueurs différentes les unes des autres.
En complément, la deuxième sous-partie de la bande de guidage ayant la première sous-partie la plus longue peut être plus courte que la deuxième sous-partie de la bande de guidage ayant la première sous-partie la plus courte.
Ainsi, les différences de longueur des deuxièmes sous-parties peuvent compenser les différences de longueur des premières sous-parties, qui sont inévitables du fait du pliage des deuxièmes parties. Une telle compensation permet de faciliter la fabrication du module lumineux, notamment lorsque le guide de lumière est obtenu par un procédé de fabrication rouleau à rouleau, les bandes de guidage étant découpée dans une portion donnée d’un rouleau de matériau apte à guider la lumière dans son épaisseur, par réflexion totale interne. En effet, le guide de lumière du module lumineux selon l’invention peut alors être découpé dans une première portion rectangulaire de matériau, ce qui permet une fabrication en série par un procédé rouleau à rouleau avec une minimisation de pertes de matériau.
En complément ou en variante, selon un premier mode de réalisation, la deuxième sous-partie la plus externe du guide de lumière peut être la deuxième sous-partie la plus courte d’un guide de lumière.
Ainsi, au moins certaines des deuxièmes sous-parties peuvent comprendre une zone qui n’est en regard d’aucune autre deuxième sous-partie du guide de lumière, ce qui permet d’améliorer le rendement lumineux du module lumineux.
A noter que la deuxième sous-partie la plus externe est de manière équivalente la deuxième sous-partie la plus éloignée d’un support sur lequel est agencé le module lumineux.
Alternativement, selon un deuxième mode de réalisation, la deuxième sous-partie la plus externe du guide de lumière peut être la deuxième sous-partie la plus longue.
Ainsi, un rendu visuel homogène du module lumineux est permis pour un observateur extérieur au module lumineux, lorsqu’aucune source de lumière n’est activée.
Selon des modes de réalisation, chaque deuxième sous-partie d’une bande de guidage est apte à extraire de la lumière de manière homogène sur l’ensemble de la deuxième sous-partie.
Les deuxièmes sous-parties ayant des tailles différentes, il est alors rendu possible un affichage dynamique graduel par activation successive des différentes sources de lumière.
En variante, chaque deuxième sous-partie est apte à extraire de la lumière dans une zone donnée de la deuxième sous-partie, et les zones données des deuxièmes sous-parties d’un guide de lumière ne se recouvrent pas.
Ainsi, chaque bande de guidage est dédiée à éclairer une zone donnée du module lumineux, et des combinaisons de sources de lumière peuvent être activées pour réaliser un affichage dynamique, notamment un affichage dynamique graduel.
Selon un troisième mode de réalisation, le module lumineux peut comprendre un premier guide de lumière et un deuxième guide de lumière, un premier ensemble de sources de lumière et un deuxième ensemble de sources de lumière. Le premier guide de lumière comprend au moins deux premières bandes de guidage et le deuxième guide de lumière comprend au moins deux deuxièmes bandes de guidage. Les deuxièmes parties des premières bandes de guidage du premier guide de lumière sont pliées dans une direction sensiblement normale aux premières parties, dans un premier sens, de manière à ce que les deuxièmes parties des premières bandes de guidage se superposent au moins partiellement. Les deuxièmes parties des deuxièmes bandes de guidage du deuxième guide de lumière sont pliées dans une direction sensiblement normale aux premières parties, dans un second sens opposé au premier sens, de manière à ce que les deuxièmes parties des deuxièmes bandes de guidage se superposent au moins partiellement. Le premier guide de lumière et le deuxième guide de lumière sont agencés de manière à ce qu’une tranche de la deuxième sous-partie la plus longue des premières bandes de guidage soit en regard d’une tranche de la deuxième sous-partie la plus longue des deuxièmes bandes de guidage.
Il est ainsi rendu possible d’augmenter la dimension surfacique du motif affiché, notamment lorsque le module lumineux affiche un motif dynamique, notamment un motif dynamique graduel et/ou symétrique.
Selon des modes de réalisation, chaque guide de lumière comprend un film en polycarbonate, PC, en polyméthacrylate de méthyle, PMMA, en polyuréthane thermoplastique, TUP, en polytéréphtalate d’éthylène, PET, ou en silicone.
De tels matériaux permettent une bonne conduction des rayons lumineux par réflexion totale interne, avec une bonne flexibilité et un degré de transparence élevé.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un module lumineux selon le premier aspect de l’invention, comprenant les étapes suivantes:
  • positionnement d’un rouleau de matériau sur un tapis entraîné par un dispositif d’entraînement, ledit matériau étant apte à guider la lumière par réflexion totale interne;
  • translation dudit rouleau de manière de manière à traiter une première portion du rouleau de matériau;
  • formation de microstructures dans la première portion du rouleau de matériau, de manière à former des zones d’extraction lumineuses réparties selon des motifs prédéterminés dans des bandes de positions de la première portion;
  • découpe de la première portion de manière à séparer la première portion du reste du rouleau de matériau;
  • découpe de la première portion en plusieurs bandes de guidage correspondant aux bandes de position de la première portion, les bandes de guidage comprenant une première partie et une deuxième partie s’étendant longitudinalement, la découpe des bandes de guidage séparant au moins les deuxièmes parties des bandes de guidage;
  • pliage des deuxièmes parties des bandes de guidage dans une direction normale aux premières parties, de manière à ce que les deuxièmes parties des bandes de guidage se superposent au moins partiellement;
  • agencement de sources de lumière de manière à ce que chaque source de lumière soit apte à injecter de la lumière dans la première partie de chaque bande de guidage.
Chaque deuxième partie de bande de guidage comprend une première sous partie et une deuxième sous-partie, la première sous-partie étant apte à guider des rayons lumineux de la première partie d’une bande de guidage vers la deuxième sous-partie, et dans lequel les microstructures sont formées dans la deuxièmes sous-partie de manière à extraire de la lumière dans la deuxième sous-partie selon l’un des motifs prédéterminés.
Suite à la formation de microstructures, le procédé peut comprendre en outre l’ajout d’au moins une couche de colle sur au moins une partie de la première portion, et de préférence de deux couches de colle, l’une au-dessus et l’une au-dessous de la la partie de la première portion.
La partie dans laquelle la couche de colle est ajoutée peut correspondre avantageusement à la deuxième partie des bandes de guidage décrite ultérieurement.
De manière avantageuse, une couche de protection au moins partiellement transparente, pouvant être en PC ou en un autre matériau, peut être ajoutée sur chaque couche de colle, par lamination.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
illustre une vue en coupe d’éléments d’un module lumineux selon des modes de réalisation de l’invention;
illustre une vue de face d’une nappe de guidage d’un module lumineux selon des modes de réalisation de l’invention;
illustre une vue de face d’un module lumineux selon un premier mode de réalisation;
illustre une vue de face d’un module lumineux selon un deuxième mode de réalisation;
illustre une vue de face d’un module lumineux selon un troisième mode de réalisation;
illustre une vue de côté d’un système de fabrication d’un guide de lumière d’un module lumineux selon des modes de réalisation de l’invention;
est un diagramme illustrant les étapes d’un procédé de fabrication d’un module lumineux selon des modes de réalisation de l’invention.
La description se concentre sur les caractéristiques qui démarquent le module lumineux et le dispositif de signalisation, de ceux connus dans l’état de l’art.
La présente des éléments d’un module lumineux 100 selon des modes de réalisation de l’invention.
Le module lumineux 100 comprend au moins un guide de lumière 110, formant une nappe de guidage, pouvant être flexible et apte à recevoir des rayons lumineux par au moins une tranche d’injection de lumière 114 et à renvoyer les rayons lumineux dans une direction Z sensiblement normale à une surface du guide de lumière 110 qui s’étend ainsi dans un plan X-Y sur la . On entend par nappe de guidage un guide de lumière dont l’une des dimensions est très inférieure aux deux autres dimensions dans l’espace, par exemple inférieure d’un ou plusieurs ordres de grandeur. Comme illustré sur la , on considère ici un guide de lumière 110 dont l’épaisseur selon l’axe Z est inférieure d’au moins deux ordres de grandeur à ses dimensions selon le plan X-Y dans lequel le guide de lumière 110 s’étend.
Le guide de lumière 110 peut comprendre un film 111 en son coeur, pouvant être flexible, comprenant la tranche d’injection de lumière 114, étant apte à guider les rayons lumineux selon une direction globale X, et comprenant un ensemble de microstructures 113 aptes à renvoyer les rayons lumineux guidés dans le film 111 en dehors du guide de lumière flexible 110, notamment dans une ou plusieurs directions sensiblement selon l’axe Z.
Le film 111 peut être un film de substrat en polycarbonate, PC, en polyméthacrylate de méthyle, PMMA, en polyuréthane thermoplastique, TUP, en polytéréphtalate d’éthylène, PET, en silicone, ou encore en verre. Le film 111 peut avoir une épaisseur e, soit une dimension selon l’axe Z, comprise entre 12 et 1000 micromètres. Plus précisément, l’épaisseur du film 111 peut être comprise entre 25 et 1000 micromètres, notamment entre 50 et 500 micromètres, et de préférence entre 50 et 125 micromètres. En variante, c’est la nappe de guidage 110 qui a une épaisseur comprise entre 12 et 1000, notamment entre 25 et 1000 micromètres, notamment entre 50 et 500 micromètres, et de préférence entre 50 et 125 micromètres.
Les matériaux précités, associés à une épaisseur e faible comme décrite ci-dessus, permettent l’obtention d’un film 111 flexible et transparent. D’autres matériaux peuvent être prévus pour la composition du film 111. Il est toutefois préférable selon l’invention de prévoir des matériaux déformables et transparents.
Un revêtement fin de microstructures 113 peut être créé sur l’une des faces du film 111, ou dans le film 111. Les microstructures sont formées à la surface du film, ou dans le film, selon une répartition permettant de réaliser un motif lumineux. Selon l’invention, plusieurs motifs lumineux sont réalisés, avec un motif lumineux pour chaque bande de guidage, comme il sera mieux compris à la lumière de la description des figures suivantes. Chaque motif lumineux est obtenu à partir de zones d’extraction de lumière qui sont des zones du film 111 comprenant des microstructures 113. Le motif lumineux peut également comprendre des zones sombres, qui sont des zones du film 111 ne comprenant pas de microstructures 113. Les agencements respectifs, ainsi que les formes respectives, des zones d’extraction de lumière et des zones sombres forment ensemble le motif lumineux d’un guide de lumière 110.
On entend par microstructures 113 des structures, ou irrégularités, du film flexible, dont au moins l’une des dimensions est inférieure à quelques micromètres. Par exemple, les microstructures 113 peuvent être de l’ordre de 50 micromètres de diamètre et de 1 ou 2 micromètres de hauteur. Les microstructures couvrent ainsi également des structures nanométriques. De telles tailles de microstructures 113 permettent d’assurer une transparence élevée du film flexible 111. En particulier, une transparence de l’ordre de 97% peut être obtenue en pratique par l’utilisation de microstructures 113. En variante, la nappe de guidage peut être semi-transparente ou partiellement transparente.
Les microstructures sont aptes à rediriger la lumière injectée dans le guide de lumière dans une ou plusieurs directions différentes de la direction d’injection selon l’axe X. En particulier, au moins certains des rayons lumineux redirigés le sont dans une direction sensiblement parallèle à l’axe Z, notamment dans un sens dirigé vers l’extérieur du module lumineux 100. En pratique, de telles microstructures sont aptes à rediriger les rayons lumineux guidés dans toutes les directions de l’espace, de manière Lambertienne.
Aucune restriction n’est attachée à la manière dont les microstructures 113 sont formées sur la face du film 111. Les microstructures 113 peuvent être obtenues en ajoutant ou en retranchant de la matière au film flexible.
Par exemple, les microstructures peuvent être obtenues par gaufrage en appliquant un rouleau ayant des irrégularités pour imprimer de manière mécanique des microstructures en surface du film 111. En variante, les microstructures 113 peuvent être obtenues par irradiation, par exemple par rayons UV, en cuisant un polymère en contact avec un moule, un rouleau ou toute autre surface comprenant des irrégularités aptes à former les microstructures 113 par complémentarité de forme.
Encore en variante, les microstructures 113 sont formées à des endroits où un revêtement du film flexible en un matériau ayant un indice de réfraction faible, est enlevé du film flexible, de manière à former des microstructures par enlèvement de matière. Dans ce cas, les microstructures sont des trous ou gaps. De manière optionnelle et complémentaire, des éléments additionnels surfaciques ou volumiques, prismatiques, réfléchissants, diffractants ou diffusants, peuvent être ajoutés dans les trous ou gaps pour former les microstructures 113.
Les microstructures 113 peuvent être obtenues en traitant la surface du film 111, auquel cas elles sont du même matériau que le film 111 ou correspondent à une absence de matériau du film 111. Un tel traitement peut être par un traçage mécanique ou laser, par une ablation laser, par sablage, par exposition à des radiations, par traitement chimique ou par tout autre traitement permettant d’obtenir des irrégularités de manière contrôlée sur la face du film 111.
En variante ou de manière complémentaire, les microstructures 113 sont des éléments exogènes au film ajoutés sur la face du film 111.
Le revêtement de microstructures 113 peut notamment avoir une épaisseur selon l’axe Z inférieure à 20 micromètres.
La densité des microstructures 113 peut varier dans les zones d’extraction de lumière en fonction de leur distance à la tranche d’injection de lumière 114.
On entend par “motif” toute répartition ou distribution spatiale prédéfinie de l’intensité lumineuse émise par le module lumineux. En particulier, on fait ici référence à un motif bidimensionnel ou unidimensionnel. Un motif peut ainsi comprendre une répartition homogène de la lumière sur l’ensemble d’une zone donnée du guide de lumière, notamment dans les deuxièmes sous-parties de bandes de guidage qui seront décrites dans ce qui suit. Le motif peut également être une forme ou un symbole bidimensionnel obtenu par contraste entre les zones d’extraction de lumière et les zones sombres du guide de lumière 110. Le motif peut également comprendre plusieurs formes ou symboles. Alternativement, un motif recouvre une répartition spatiale prédéfinie de l’intensité lumineuse ne faisant pas apparaître de forme générale, telle qu’une répartition induisant un nuage de points lumineux.
Comme il sera mieux compris à la lecture de ce qui suit, les motifs affichés selon l’invention sont de manière préférentielle des symboles permettant d’indiquer une information de signalisation du véhicule automobile.
La nappe de guidage flexible 110 peut comprendre en outre une ou deux couches de protection 112.1 et 112.2 optionnelles, qui permettent de protéger mécaniquement le film 111. En outre, l’une des couches de protection 112.1 et 112.2 au moins peut comprendre un traitement anti-UV, de préférence la couche de protection 112.1 au travers de laquelle sont émis les rayons lumineux renvoyés par les microstructures 113, permettant de protéger le film contre les rayons UV, une fois que les microstructures 113 ont été créées. Sans une telle protection UV, le motif projeté par la nappe de guidage 110 est susceptible de se dégrader avec le temps, notamment lorsqu’il est exposé aux rayons du soleil.
Le film 111 et les couches de protection 112.1 et 112.2 sont représentés de manière espacée sur la , à titre illustratif uniquement. On comprendra toutefois que les couches de protection 112.1 et 112.2 peuvent être accolées au film 111, par laminage notamment.
La propagation des rayons lumineux dans le film 111 est faite par la réflexion totale interne grâce à la différence entre l’indice de réfraction du film 111 et celui d’une couche de colle ou d’adhésif appliquée sur au moins une face du film flexible.
L’assemblage du film 111 avec les couches de protection 112.1 et 112.2 peut être fait par collage. Précisément, une couche de colle se trouve entre le film 111 et chaque couche de protection 112.1 et 112.2, et ce sur les deux côtés du film pour faire adhérer les couches de protection au film 111.
La colle choisie est transparente et présente un indice de réfraction différent de, notamment inférieure à, celui du film de façon à permettre une réflexion totale interne dans le film 111. Par exemple, la colle peut comprendre du silicone ou de l’acrylique. Autrement dit, par la différence d’indices de réfraction, les rayons lumineux se propageant dans le film 111 subissent une réflexion totale lors de leur rencontre avec l’interface entre le film 111 et la couche de colle avec un angle d’incidence inférieur à l’incidence normale. Ainsi, la nappe de guidage est apte à guider de la lumière par réflexion interne totale de cette lumière, par exemple d’une zone d’entrée, ici de la tranche d’injection 114, à une zone de sortie.
La nappe de guidage 110 pouvant être flexible, elle n’est pas nécessairement comprise dans un plan mais peut être incurvée, selon la position dans laquelle elle est placée et les contraintes mécaniques qui lui sont appliquées.
La présente une vue de dessus, dans un plan X-Y d’un guide de lumière 110 permettant d’obtenir un module lumineux 100 selon des modes de réalisation de l’invention.
Selon l’invention, le guide de lumière 110 est découpé en au moins deux bandes de guidage. En particulier, dans l’exemple de la , donné à titre illustratif uniquement, le guide de lumière 110 est au moins partiellement découpé en six bandes de guidage 120.1 à 120.6. Un procédé de fabrication permettant d’obtenir un module lumineux 100 selon l’invention sera décrit dans ce qui suit.
On appelle bande de guidage, une nappe de guidage, c’est à dire un guide avec une dimension inférieure de plusieurs ordres aux deux autres dimensions, dites dimensions principales, dont l’une des dimensions principales est au moins cinq fois inférieure, et de préférence au moins dix fois inférieure, à l’autre dimension principale.
Dans le référentiel X-Y-Z de la , chacune des bandes de guidage 120.1 à 120.6 a une largeur W selon l’axe Y qui est au moins cinq fois, et de préférence au moins dix fois, inférieure à une longueur L s’étendant, sur la , selon l’axe X.
Sur la , les bandes de guidage 120.1 à 120.6 ont toutes la même longueur L, ce qui facilite leur fabrication puisqu’elles peuvent être obtenues à partir d’un procédé rouleau à rouleau, à partir d’un rouleau de film 111, et avec une découpe selon l’axe Y facilitée et avec un minimum de pertes, pour obtenir un guide de lumière, suivie d’une séparation au moins partielle des bandes de guidage 120.1 à 120.6 par des découpes selon l’axe X.
Les bandes de guidage 120.1 à 120.6 selon l’invention comprennent deux parties, à savoir une première partie 200 et une deuxième partie 210.
Les bandes de guidage 120.1 à 120.6 sont séparées au moins dans la deuxième partie 210, de manière à pouvoir être pliée entre les première et deuxième parties 200 et 210 et de manière à ce que les deuxièmes parties 210 des bandes de guidage 120.1 à 120.6 se superposent, comme il sera mieux compris à la lumière de la description de la .
Dans la première partie 200 des bandes de guidage 120.1 à 120.6, les bandes de guidage 120.1 à 120.6 peuvent être jointes, ou peuvent être partiellement découpées. Chaque bande de guidage 120.1 à 120.6 est cependant apte à guider des rayons lumineux qui sont injectés dans la tranche d’injection 114 dans un intervalle de positions en Y propre à la bande de guidage.
Ainsi, quand bien même les bandes de guidage 120.1 à 120.6 sont jointes ou partiellement jointes dans la première partie 210, un rayon lumineux entrant dans une bande de guidage donnée ne peut rejoindre une autre bande de guidage qui est consécutive à la bande de guidage donnée.
Selon l’invention, les premières parties 200 des bandes de guidage 120.1 à 120.6 ne comprennent pas de zone d’extraction de lumière, c’est-à-dire que les premières parties 200 n’ont aucun motif 113 permettant de dévier les rayons lumineux vers l’extérieur du guide de lumière 110, notamment dans des directions sensiblement selon l’axe Z, dans le sens des Z positifs et/ou dans le sens des Z négatifs. Ainsi, tous les rayons lumineux injectés dans la première partie 200 d’une bande de guidage 120.1 à 120.6 sont guidés vers la deuxième partie 210.
Les deuxièmes parties 210 des bandes de guidage 120.1 à 120.6 comprennent une première sous-partie 211.1-211.6 et une deuxième sous-partie 212.1-212.6, la première sous-partie 211.1-211.6 étant comprise entre la première partie 210 et la deuxième sous-partie 212.1-212.6.
La première sous-partie 211.1-211.6 de chaque bande de guidage 120.1 à 120.6 est apte à guider les rayons lumineux reçus de la première partie 210 vers la deuxième sous-partie 212.1-212.6. La première sous-partie 211.1-211.6 ne comprend aucune zone d’extraction de lumière, c’est-à-dire aucune microstructure 113 apte à renvoyer la lumière en dehors de la nappe de guidage 110.
La deuxième sous-partie 212.1-212.6 de chaque bande de guidage 120.1 à 120.6 comprend au moins une zone d’extraction de lumière, c’est-à-dire un ensemble de microstructures 113 réparties selon un motif donné entre un ensemble de positions en X de la deuxième sous-partie 212.1-212.6.
La première sous-partie 211.1-211.6 d’une bande de guidage 120.1-120.6 donnée a une longueur différente de la première sous-partie 211.1-211.6 d’une autre bande de guidage. En outre, lorsque les bandes de guidage 120.1 à 120.6 ont la même longueur L, la deuxième sous-partie 212.1-212.6 d’une bande de guidage donnée a une longueur différente de la deuxième sous-partie 212.1-212.6 d’une autre bande de guidage.
Sur la , la première sous-partie 211.1-211.6 et la deuxième sous-partie 212.1-212.6 représentées sont les premières sous-parties de la première bande de guidage 120.1 et de la sixième bande de guidage 120.6. Toutefois, les premières sous-parties des autres bandes de guidage 120.2-120.5 sont plus courtes que la première sous-partie 211.1 et plus longues que la première sous-partie 211.6. De même, lorsque les bandes de guidage 120.1 à 120.6 ont une même longueur L, les deuxièmes sous-parties des autres bandes de guidage 120.2-120.6 sont plus longues que la deuxième sous-partie 212.1 de la première bande de guidage 120.1 et plus courtes que la deuxième sous-partie 212.6 de la sixième bande de guidage 120.6.
En variante du guide de lumière 110 représentée sur la , les bandes de guidage 120.1 à 120.6 peuvent être découpées de manière à avoir des longueurs Li respectives différentes. En particulier, la longueur Li de chaque bande de longueur d’indice i peut être plus grande que la longueur Li-1 de la bande de longueur d’indice i-1.
La illustre un module lumineux 100 selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Selon l’invention, la nappe de guidage 110 dans laquelle sont découpées les bandes de guidage 120.1 à 120.6 a une épaisseur e et est faite de l’un des matériaux précités, si bien que les bandes de guidage 120.1 à 120.6 sont flexibles. L’invention prévoit alors de replier la deuxième partie 210 de chaque bande de guidage 120.1 à 120.6 selon l’axe Y, de manière à ce que les deuxièmes parties 210 des bandes de guidage 120.1 à 120.6 se superposent, au moins partiellement. En particulier, les premières sous-parties 211.1-211.6 se superposent complètement, tandis que les deuxièmes sous-parties 212.1-212.6 se superposent au moins partiellement. Dans l’exemple des figures, les bandes de guidage 120.1-120.6 ont la même longueur L et les deuxièmes sous-parties 212.1-212.6 se superposent uniquement partiellement.
En particulier, dans le premier mode de réalisation de la :
  • La deuxième sous-partie 212.1 de la première bande de guidage 120.1 est complètement superposée avec toutes les deuxièmes sous-parties des autres bandes de guidage 120.2 à 120.6, c’est-à-dire que toutes les deuxièmes sous-parties des autres bandes de guidage 120.2 à 120.6 comprennent l’ensemble des positions en X et Y de la deuxième sous-partie 212.1. Dans le premier mode de réalisation, la deuxième sous-partie 212.1 est au-dessus des deuxièmes sous-parties des autres bandes de guidage 120.2 à 120.6, c’est-à-dire à une position en Z supérieure aux deuxièmes sous-parties des autres bandes de guidage 120.2 à 120.6. Comme il sera décrit ultérieurement, le module lumineux 100 selon le premier mode de réalisation est apte à émettre des rayons lumineux au moins dans le sens des Z positifs. Autrement dit, dans le premier mode de réalisation, la deuxième sous-partie 212.1 est la plus externe des deuxièmes sous-parties;
  • La deuxième sous-partie 212.2 de la deuxième bande de guidage 120.2 est complètement superposée avec toutes les deuxièmes sous-parties des bandes de guidage 120.3 à 120.6, c’est-à-dire que toutes les deuxièmes sous-parties des bandes de guidage 120.3 à 120.6 comprennent l’ensemble des positions en X et Y de la deuxième sous-partie 212.2. La deuxième sous-partie 212.2 est au-dessus, selon l’axe Z, des deuxièmes sous-parties des bandes de guidage 120.3 à 120.6;
  • La deuxième sous-partie 212.3 de la troisième bande de guidage 120.3 est complètement superposée avec toutes les deuxièmes sous-parties des bandes de guidage 120.4 à 120.6, c’est-à-dire que toutes les deuxièmes sous-parties des bandes de guidage 120.4 à 120.6 comprennent l’ensemble des positions en X et Y de la deuxième sous-partie 212.3. La deuxième sous-partie 212.3 est au-dessus, selon l’axe Z, des deuxièmes sous-parties des bandes de guidage 120.4 à 120.6;
  • La deuxième sous-partie 212.4 de la quatrième bande de guidage 120.4 est complètement superposée avec toutes les deuxièmes sous-parties des bandes de guidage 120.5 et 120.6, c’est-à-dire que toutes les deuxièmes sous-parties des bandes de guidage 120.5 et 120.6 comprennent l’ensemble des positions en X et Y de la deuxième sous-partie 212.4. La deuxième sous-partie 212.4 est au-dessus, selon l’axe Z, des deuxièmes sous-parties des bandes de guidage 120.5 et 120.6; et
  • La deuxième sous-partie 212.5 de la cinquième bande de guidage 120.5 est complètement superposée avec la deuxième sous-partie 212.6 de la bande de guidage 120.6, c’est-à-dire que la deuxième sous-partie 212.6 de la bande de guidage 120.6 comprend l’ensemble des positions en X et Y de la deuxième sous-partie 212.5. La deuxième sous-partie 212.5 est au-dessus, selon l’axe Z, de la deuxième sous-partie 212.6 de la bande de guidage 120.6.
Autrement dit, de manière plus générale, c’est-à-dire quel que soit le nombre N de bandes de guidage, N étant supérieur ou égal à 2, chaque bande de guidage se superpose complètement avec la bande de guidage qui est directement en-dessous. De manière préférentielle, et comme représenté sur la , chaque deuxième sous-partie d’une bande de guidage donnée est plus courte que la deuxième sous-partie de la bande de guidage située au-dessous de la bande de guidage donnée.
A noter que les bandes de guidage ne sont pas nécessairement dans un plan X-Y dans la mesure où elles sont flexibles. Elles peuvent notamment être agencées sur un support galbé non-plan, non représenté sur la .
Selon l’invention, chaque deuxième sous-partie de bande de guidage 120.1-120.6 est apte à renvoyer de la lumière selon un motif différent dans autres deuxièmes sous-parties. Les motifs lumineux réalisés par les deuxièmes sous-parties de bande de guidage 120.1-120.6 peuvent différer par leur taille, leur intensité lumineuse, leur position et/ou leur forme. Les motifs lumineux peuvent être réalisés par création des microstructures 113 à des positions données, formant ledit motif lumineux, des deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6. Les deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6 sont aptes à extraire de la lumière et à émettre des rayons lumineux dans le demi-espace des Z positifs, notamment dans une direction principale selon l’axe Z ou selon une direction formant un angle inférieur à 15° avec l’axe Z.
Selon un premier exemple, chacune des deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6 est apte à extraire des rayons lumineux selon un motif lumineux homogène sur l’intégralité de la deuxième sous-partie.
Ainsi, selon le premier exemple, les deuxièmes sous-parties 212.2 à 212.6 autres que la deuxième sous-partie 212.1 positionnée le plus à l’extérieur du module lumineux 100, émettent partiellement à travers les deuxièmes sous-parties en-dessous desquelles elles se trouvent. Par exemple, pour la deuxième sous-partie 212.2, les rayons lumineux extraits dans la zone 220.2 peuvent sortir directement du module lumineux 100 tandis que les rayons lumineux extraits dans la zone complémentaire de la zone 220.2, c’est-à-dire la zone de la deuxième sous-partie 212.2 qui est située en-dessous de la deuxième sous-partie 212.1, traversent la deuxième sous-partie 212.1. Il en va de même pour les deuxièmes sous-parties 212.3 à 212.6.
Il est ainsi préférable d’avoir des bandes de guidage 120.1-120.6 au moins partiellement transparentes afin que la lumière extraite par les deuxièmes sous-parties 212.2 à 212.6 puisse traverser la ou les sous-parties qui sont situées au-dessus sans induire de perte d’intensité lumineuse trop importante.
A cet effet, le matériau des bandes de guidage 120.1 à 120.6 et leur épaisseur, peuvent être choisis de manière à avoir un niveau de transparence élevé, notamment supérieur à 90% et de préférence supérieur à 95%, par exemple égal à 97%.
Selon un deuxième exemple:
  • La deuxième sous-partie 212.1 est apte à extraire des rayons lumineux de manière homogène sur l’ensemble de la deuxième sous-partie 212.1;
  • La deuxième sous-partie 212.2 est apte à extraire des rayons lumineux de manière homogène uniquement dans la zone 220.2 de la deuxième sous-partie 212.2 qui n’est pas superposée avec la deuxième sous-partie 212.1 située directement au-dessus;
  • La deuxième sous-partie 212.3 est apte à extraire des rayons lumineux de manière homogène uniquement dans la zone 220.3 de la deuxième sous-partie 212.3 qui n’est pas superposée avec la deuxième sous-partie 212.2 située directement au-dessus;
  • La deuxième sous-partie 212.4 est apte à extraire des rayons lumineux de manière homogène uniquement dans la zone 220.4 de la deuxième sous-partie 212.4 qui n’est pas superposée avec la deuxième sous-partie 212.3 située directement au dessus;
  • La deuxième sous-partie 212.5 est apte à extraire des rayons lumineux de manière homogène uniquement dans la zone 220.5 de la deuxième sous-partie 212.5 qui n’est pas superposée avec la deuxième sous-partie 212.4 située directement au-dessus;
  • La deuxième sous-partie 212.6 est apte à extraire des rayons lumineux de manière homogène uniquement dans la zone 220.6 de la deuxième sous-partie 212.6 qui n’est pas superposée avec la deuxième sous-partie 212.5 située directement au-dessus.
Autrement dit, de manière plus générale selon le deuxième exemple, chaque deuxième sous-partie comprend une zone au-dessus de laquelle aucune autre deuxième sous-partie d’une autre bande de guidage n’est superposée, la deuxième sous-partie étant apte à extraire des rayons lumineux selon un motif homogène dans ladite zone. Le terme relatif “au-dessus” est exprimé relativement à un support sur lequel est placé le module lumineux 100. La deuxième sous-partie 212.6 en contact avec le support, est celle qui est située la plus en-dessous de l’empilement de deuxièmes sous-parties 212.1-212.6.
Les zones 220.2 à 220.6 ont un format carré de W sur W, lorsque toutes les bandes de guidage 120.1 à 120.6 ont la même longueur L, comme représenté sur la . Toutefois, lorsque la longueur Li de chaque bande de longueur d’indice i est plus grande que la longueur Li-1 de la bande de longueur d’indice i-1, les zones peuvent être de forme rectangulaire.
Autrement dit, selon le deuxième exemple, les motifs lumineux sont exclusifs et complémentaires les uns des autres, et sont formés à des positions en X-Y qui sont disjointes, alors que dans le premier exemple, les motifs lumineux se superposent partiellement.
Le module lumineux 100 selon le premier mode de réalisation comprend en outre un ensemble de sources de lumière 130.1 à 130.6 respectivement aptes à injecter de la lumière dans la tranche d’injection 114 des bandes de guidage 120.1 à 120.6.
Ainsi, chaque source de lumière est en regard de la tranche d’injection 114 d’une bande de guidage donnée.
Les sources de lumière 130.1 à 130.6 sont de préférence des sources électroluminescentes, de type LED, pour “Light Emitting Device”. En particulier, afin de minimiser les pertes lumineuses, et ainsi maximiser le rendement lumineux correspondant au rapport entre l’intensité lumineuse des rayons émis, et l’intensité lumineuse des rayons lumineux injectés dans la bande de guidage qui est associée à la source de lumière, chaque source de lumière a au moins une dimension du même ordre de grandeur que l’épaisseur e de chaque bande de guidage. Notamment, chaque source lumineuse peut avoir des dimensions inférieures à 150 micromètres, notamment inférieures à 100 micromètres. Des sources de lumière de type miniLED ou microLED permettent d’atteindre de telles dimensions, et les sources de lumière 130.1 à 130.6 sont ainsi de préférence des miniLEDs ou des microLEDs.
Les sources de lumière 130.1 à 130.6 peuvent être agencées sur un même support 140, qui peut être un circuit imprimé, aussi appelé PCB pour “Printed Circuit Board” en anglais.
Le module de contrôle 150 peut comprendre en outre une unité de contrôle 150 apte à contrôler individuellement chacune des sources de lumière 130.1 à 130.6. En particulier, l’unité de contrôle 150 peut contrôler les sources de lumière 130.1 à 130.6 via le circuit imprimé 140.
De manière optionnelle, le module lumineux 100 peut comprendre en outre des éléments optiques de collimation 131.1 à 131.6, chaque élément optique de collimation étant agencé en regard de l’une des sources de lumière 130.1 à 130.6 de manière à collimater les rayons lumineux émis de la source de lumière vers la tranche d’injection de la bande de guidage associée à la source de lumière. Le rendement lumineux du module lumineux 100 est ainsi amélioré.
Le module lumineux 100 est ainsi apte, par contrôle sélectif des sources de lumière 130.1 à 130.6 à réaliser un motif lumineux dynamique par affichage graduel.
Dans le premier exemple détaillé ci-dessus, un affichage graduel peut être réalisé par activation successive de chacune des sources de lumière 130.1 à 130.6, c’est-à-dire que lorsqu’une source de lumière est activée, les autres sources de lumière sont désactivées.
Ainsi, dans le premier exemple, l’unité de contrôle 100 peut déterminer la source de lumière à activer en fonction d’un signal de commande reçu, les autres sources de lumière étant désactivées.
Dans le deuxième exemple détaillé ci-dessus, un affichage graduel peut être réalisée par activation cumulative des sources de lumière 130.1 à 130.6, c’est-à-dire que la première source de lumière 130.1 est activée, puis la première source de lumière 130.1 et la deuxième source de lumière 130.2 sont activées en même temps, puis les première, deuxième et troisièmes sources de lumière 130.1-130.3 sont activées ensemble, et ainsi de suite.
Ainsi, dans le deuxième exemple, l’unité de contrôle 100 peut déterminer la combinaison d’au moins une source de lumière à activer en fonction d’un signal de commande reçu.
Dans le premier mode de réalisation de la , le deuxième exemple présente l’avantage d’une meilleure homogénéité, puisque chaque deuxième sous-partie est apte à extraire de la lumière et à rediriger les rayons lumineux en dehors du module lumineux 100, sans que les rayons lumineux ne traversent les autres deuxièmes sous-parties. Ainsi, les sources de lumière 130.1 à 130.6 peuvent avoir la même puissance. En variante, la première source de lumière 130.1 peut avoir une puissance plus importante lorsque la deuxième sous-partie 212.1 a une surface plus importante que les zones 220.2 à 220.6.
La présente un module lumineux 100 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Le module lumineux 100 de la est identique à celui de la , mais le module lumineux 100 selon le deuxième mode de réalisation est agencé différemment. Notamment, le module lumineux 100 selon le deuxième mode de réalisation est obtenu par une symétrie autour de l’axe Y du module lumineux 100 de la . Autrement dit, dans le module lumineux 100 selon le deuxième mode de réalisation, la deuxième sous-partie 212.6 la plus grande est au-dessus des autres deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.5, et la deuxième sous-partie 212.1 est en-dessous des autres sous-parties 212.2 à 212.6.
Comme pour le premier mode de réalisation, les deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6 sont également aptes à extraire de la lumière et à émettre des rayons lumineux dans le demi-espace des Z positifs, notamment dans une direction principale selon l’axe Z ou selon une direction formant un angle inférieur à 15° avec l’axe Z.
Les deux exemples détaillés ci-avant pour le premier mode de réalisation sont applicables au deuxième mode de réalisation.
Selon le premier exemple, chacune des deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6 est apte à extraire des rayons lumineux selon un motif lumineux homogène sur l’intégralité de la deuxième sous-partie.
Selon le deuxième exemple, chaque deuxième sous-partie comprend une zone en-dessous (et non au-dessus, comme dans le premier mode de réalisation) de laquelle aucune autre deuxième sous-partie d’une autre bande de guidage n’est superposée, la deuxième sous-partie étant apte à extraire des rayons lumineux selon un motif homogène dans ladite zone.
Dans le deuxième mode de réalisation, le deuxième exemple ne présente plus l’avantage de l’homogénéité qui était permis dans le premier mode de réalisation. Par exemple, les rayons lumineux extraits de la zone 220.2 traversent les deuxièmes sous-parties 212.3, 212.4, 212.5 et 212.6 avant de sortir du module lumineux 100, tandis que les rayons lumineux extraits de la zone 220.4, par exemple, traversent les deuxièmes sous-parties 212.5 et 212.6.
En revanche, selon le premier exemple, l’unité de contrôle 150 active l’une seulement des sources de lumière et chaque bande de guidage est apte à extraire de la lumière de manière homogène dans l'intégralité de sa deuxième sous-partie. Tous les rayons lumineux extraits d’une deuxième sous-partie, par exemple extraits de la deuxième sous-partie 212.4, traversent le même nombre de deuxièmes sous-parties d’autres bandes de guidage, et donc, à un instant donné, lorsqu’une unique source de lumière est activée, un affichage homogène est permis par le module lumineux 100. De manière avantageuse, les puissances des sources de lumière 130.1 à 130.6 peuvent être choisies de manière à rendre homogène un motif dynamique obtenu par activation successive des sources de lumière 130.1 à 130.6. A cet effet, les puissances des sources de lumière 130.1 à 130.6 peuvent être déterminées, à partir:
  • Des surfaces respectives des deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6;
  • Des niveaux de transparence des deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6, qui permettent de déterminer la perte d’intensité lumineuse induite lorsque des rayons lumineux extraits d’une deuxième sous-partie traversent une autre sous-partie.
La présente un module lumineux 100 selon un troisième mode de réalisation.
Dans le troisième mode de réalisation, le module lumineux 100 comprend:
  • Un premier guide de lumière 110.1 comprenant des bandes de guidage 120.1 à 120.6 conformément à la description du premier mode de réalisation;
  • Un premier ensemble de sources de lumière 130.1 à 130.6 aptes à injecter sélectivement de la lumière dans les bandes de guidage du premier guide de lumière 110.1;
  • Un deuxième guide de lumière 110.2 comprenant des bandes de guidage 120.7 à 120.12, par exemple le même nombre de bande de guidage que le premier guide de lumière 110.1, conforme au premier mode de réalisation, mais dans lequel le pliage des bandes de guidage est dans un sens opposé au sens de pliage du premier guide de lumière 110.1;
  • Un deuxième ensemble de sources de lumière 130.7 à 130.12 aptes à injecter sélectivement de la lumière dans les bandes de guidage du deuxième guide de lumière 110.2;
  • Un élément de contrôle 150 apte à contrôler le premier ensemble de sources de lumière 130.1 à 130.6 et le deuxième ensemble de sources de lumière 130.7 à 130.12.
Selon le troisième mode de réalisation, les deuxièmes sous-parties 212.7 à 212.12 du deuxième guide de lumière 110.2 sont positionnées dans le prolongement des deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6 du premier guide de lumière 110.1. De manière préférentielle, une tranche de la deuxième sous-partie 212.6 la plus longue du premier guide de lumière 110.1 est en regard, voire est accolée, à une tranche de la deuxième sous-partie 212.12 la plus longue du deuxième guide de lumière 110.2.
La illustre un système de fabrication d’un guide de lumière d’un module lumineux 100 selon des modes de réalisation de l’invention.
Le système 600 est apte à fabriquer une série de guides de lumière à partir d’un rouleau de matériau 620, du même matériau et de la même épaisseur que le film flexible 111 précédemment décrit. Le rouleau de matériau 620 peut par ailleurs être recouvert d’une couche de colle, en silicone ou acrylique, non représentée sur la . Les guides de lumière obtenus par le système 600 sont conformes au guide de lumière 110 illustré sur la , c’est-à-dire avant que les bandes de guidage ne soient pliées pour obtenir le module lumineux 100 selon les figures 3 à 5.
Le système 600 comprend à cet effet un tapis 601 sur lequel est disposé le rouleau de matériau 620, le tapis étant entraîné en translation par un premier dispositif d’entraînement 602.
Le système comprend en outre au moins un dispositif apte à former des microstructures dans une première portion du rouleau de matériau 620 correspondant à un premier guide de lumière, tel que le guide de lumière 110 illustré en référence à la .
Le dispositif peut notamment former des microstructures dans la première portion à des positions correspondant aux deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6, les microstructures étant formées en fonction du motif lumineux prédéfini pour chacune des deuxièmes sous-parties 212.1 à 212. Aucune restriction n’est attachée à la manière dont les microstructures sont formées dans la première portion. Des exemples de techniques de formation de microstructures ont été données précédemment. Le procédé de fabrication est décrit dans le cadre d’une technique donnée à titre illustratif uniquement.
Selon cette technique, le dispositif apte à former les microstructures comprend:
  • un masque 611, comprenant un ensemble de picots répartis en fonction des motifs à réaliser sur chacun des guides de lumière produits en série. Les picots sont aptes à percer la couche de colle qui recouvre le rouleau 620 à des positions données, déterminées en fonction des motifs des deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6. Ainsi, le masque 611 est dédié à la fabrication de guides de lumière 110 tels que précédemment décrits en référence aux figures 1 et 2. Le masque 611 est en circuit fermé et a ainsi une longueur donnée. Le masque 611 est agencé sur un deuxième dispositif d’entraînement 612. Le premier dispositif d’entraînement 602 et le deuxième dispositif d’entraînement 612 sont agencés de manière à exercer une pression mécanique entre le masque 611 et une partie du rouleau 620. La pression mécanique est telle que les picots du masque 611 percent certaines positions de la partie du rouleau 620.
  • un dispositif d’irradiation UV 630 du système 600 apte à soumettre la première partie à laquelle le masque a été appliqué, à une irradiation UV.
Les microstructures 113 précédemment décrites sont ainsi formées aux positions définies par les picots du masque 611. Les microstructures sont formées, selon les motifs prédéfinis, dans les deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6 du guide de lumière 110 représenté sur la .
D’autres techniques de formation des microstructures peuvent être prévues, comme décrites précédemment. En particulier, d’autres techniques rouleau à rouleau peuvent être utilisées pour former les microstructures.
Le système 600 comprend en outre au moins un dispositif de découpe 640 apte à:
  • séparer la première portion du rouleau de matériau 620 du reste du rouleau de matériau 620, de manière à former le premier guide de lumière 110;
  • découper les bandes de guidage 120.1 à 120.6, par une découpe selon l’axe X, tel que décrit précédemment en référence à la .
La est un diagramme illustrant les étapes d’un procédé de fabrication d’un module lumineux 100 selon des modes de réalisation de l’invention.
A une étape 700, le rouleau de matériau 620 est placé sur le premier dispositif d’entraînement 602.
A une étape 701, le premier dispositif d’entraînement 602 translate le rouleau de matériau vers le deuxième dispositif d’entraînement 612 sur lequel est installé le masque 612. Plus généralement, l’étape 701 est une étape de translation du rouleau de matériau 620 de manière à ce qu’une première portion du rouleau soit traitée par au moins un dispositif apte à former des microstructures.
A une étape 702, les dispositifs d’entraînement 602 et 612 compriment le masque 611 sur la première portion du rouleau de matériau 620.
A une étape 703, la première portion de matériau sur laquelle le masque a été appliqué est irradiée par le dispositif d’irradiation UV 630.
De manière plus générale, les étapes 702 et 703 sont une étape de formation de microstructures dans la première portion du rouleau de matériau 620, une telle formation pouvant impliquer des techniques autres que l’application d’un masque et l’irradiation UV, comme précédemment expliqué. Selon l’invention, les microstructures sont formées de manière à réaliser plusieurs motifs lumineux dans des bandes distinctes de positions de la première portion. Le masque est prédéfini en fonction de la taille, le nombre, la position et le motif lumineux à réaliser dans les deuxièmes sous-parties 212.1 à 212.6 comme représenté sur la .
A une étape 704, la première portion est séparée par le dispositif de découpe 640 du reste du rouleau de matériau.
A une étape 705, les bandes de guidage 120.1 à 120.6 sont découpées, par une découpe selon l’axe X, comme précédemment expliqué.
A une étape 706, les bandes de guidage 120.1 à 120.6 ainsi découpées, sont pliées entre la première partie et la deuxième partie, dans une direction perpendiculaire à la première partie, de manière à ce que les deuxièmes parties des bandes de guidage se superposent au moins partiellement, comme illustré sur les figures 3 à 5 précédemment décrites.
A une étape 707, des sources de lumières 130.1 à 130.6 peuvent être agencées en regard de la tranche d’injection de lumière du guide de lumière 110.
Il est ainsi obtenu un module lumineux 100 selon des modes de réalisation de l’invention. Un tel module lumineux peut être intégré dans un équipement, par exemple dans un équipement extérieur ou intérieur de véhicule automobile.
Selon des modes de réalisation, le procédé peut comprendre en outre, entre les étapes 704 et 705, suite à la formation de microstructures, l’ajout d’au moins une couche de colle sur au moins une partie de la première portion, et de préférence de deux couches de colle, l’une au-dessus et l’une au-dessous de la la partie de la partie de la première portion.
La partie dans laquelle la couche de colle est ajoutée peut correspondre avantageusement à la deuxième partie des bandes de guidage. De manière avantageuse, le procédé peut comprendre en outre l’ajout d’une couche de protection, pouvant être en PC ou en un autre matériau, sur chaque couche de colle, par laminage.
La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d’exemples ; elle s’étend à d’autres variantes.

Claims (13)

  1. Module lumineux (100) comprenant au moins un guide de lumière (110; 110.1; 110.2) d’un matériau au moins partiellement transparent et flexible, ledit guide de lumière comprenant au moins deux bandes de guidage (120.1-120.6; 120.7-120.12), chaque bande de guidage comprenant une première partie (200) et une deuxième partie (210);
    dans lequel les premières parties des bandes de guidage d’un guide de lumière sont agencées les unes à côté des autres,
    dans lequel les deuxièmes parties des bandes de guidage d’un guide de lumière sont pliées dans une direction sensiblement normale aux premières parties de manière à ce que les deuxièmes parties des bandes de guidage se superposent au moins partiellement ;
    dans lequel chaque deuxième partie de bande de guidage d’un guide de lumière comprend une première sous-partie (211.1-211.6) et une deuxième sous-partie (212.1-212.6; 212.7-212.12), dans lequel la première sous-partie est apte à guider des rayons lumineux de la première partie de la bande de guidage vers la deuxième sous-partie, et dans lequel la deuxième sous-partie est apte à extraire de la lumière selon un motif prédéfini;
    dans lequel le module lumineux comprend en outre une source de lumière (130.1-130.6; 130.7-130.12) associée à chaque bande de guidage d’un guide de lumière, chaque source de lumière associée à une bande de guidage étant apte à injecter des rayons lumineux dans la première partie de la bande de guidage.
  2. Module lumineux selon la revendication 1, dans lequel les premières parties (200) des bandes de guidage (120 .1 -120.6 ; 120.7 -120.12) sont jointes au moins partiellement les unes aux autres.
  3. Module lumineux selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les deuxièmes parties (210) sont séparées les unes des autres de manière à ce que chacune desdites deuxièmes parties peut être pliée dans la direction sensiblement normale à la première partie correspondante et de manière à ce que lesdites deuxièmes parties se superposent au moins partiellement.
  4. Module lumineux selon les revendications précédentes, dans lequel les deuxièmes sous-parties (212.1-212.6; 212.7-212.12) ont des longueurs différentes les unes des autres.
  5. Module lumineux selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les bandes de guidage (120.1, 120.6 ; 120.7-120.12) ont une même longueur (L) de façon à ce que lorsque les deuxièmes parties sont pliées dans la direction sensiblement normale aux premières parties pour avoir lesdites deuxièmes parties au moins partiellement superposées les unes sur les autres, les deuxièmes sous-parties (212.1-212.6; 212.7-212.12) ont des longueurs différentes les unes des autres.
  6. Module lumineux selon la revendication 4 ou la revendication 5, dans lequel la deuxième sous-partie (212.1; 212.7) de la bande de guidage ayant la première sous-partie la plus longue est plus courte que la deuxième sous-partie (212.6; 212.12) de la bande de guidage ayant la première sous-partie la plus courte.
  7. Module lumineux selon l’une des revendications 4 à 6, dans lequel la deuxième sous-partie la plus externe du guide de lumière est la deuxième sous-partie (212.1; 212.7) la plus courte.
  8. Module lumineux selon l’une des revendications 4 à 6, dans lequel la deuxième sous-partie la plus externe du guide de lumière est la deuxième sous-partie (212.6; 212.12) la plus longue.
  9. Module lumineux selon l’une des revendications 4 à 8, dans lequel chaque deuxième sous-partie (212.1-212.6; 212.7-212.12) d’une bande de guidage (110; 110.1; 110.2) est apte à extraire de la lumière de manière homogène sur l’ensemble de la deuxième sous-partie.
  10. Module lumineux selon l’une des revendications 4 à 8, dans lequel chaque deuxième sous-partie (212.1-212.6; 212.7-212.12) est apte à extraire de la lumière dans une zone donnée (212.1; 220.2-220.6) de la deuxième sous-partie, et dans lequel les zones données des deuxièmes sous-parties d’un guide de lumière ne se recouvrent pas.
  11. Module lumineux selon l’une des revendications précédentes, comprenant un premier guide de lumière (110.1) et un deuxième guide de lumière (110.2), un premier ensemble de sources de lumière (130.1-130.6) et un deuxième ensemble de sources de lumière (130.7-130.8),
    dans lequel le premier guide de lumière comprend au moins deux premières bandes de guidage (120.1-120.6) et le deuxième guide de lumière comprend au moins deux deuxièmes bandes de guidage (120.7-120.12);
    dans lequel les deuxièmes parties (212.1-212.6) des premières bandes de guidage du premier guide de lumière sont pliées dans une direction sensiblement normale aux premières parties, dans un premier sens, de manière à ce que les deuxièmes parties des premières bandes de guidage se superposent au moins partiellement ;
    dans lequel les deuxièmes parties (212.7-212.12) des deuxièmes bandes de guidage du deuxième guide de lumière sont pliées dans une direction sensiblement normale aux premières parties, dans un second sens opposé au premier sens, de manière à ce que les deuxièmes parties des deuxièmes bandes de guidage se superposent au moins partiellement
    dans lequel le premier guide de lumière et le deuxième guide de lumière sont agencés de manière à ce qu’une tranche de la deuxième sous-partie la plus longue des premières bandes de guidage soit en regard d’une tranche de la deuxième sous-partie la plus longue des deuxièmes bandes de guidage.
  12. Module lumineux selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque guide de lumière (110; 110.1; 110.2) comprend un film en polycarbonate, PC, en polyméthacrylate de méthyle, PMMA, en polyuréthane thermoplastique, TUP, en polytéréphtalate d’éthylène, PET, ou en silicone.
  13. Procédé de fabrication d’un module lumineux (100) selon l’une des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes:
    • positionnement (700) d’un rouleau de matériau (620) sur un tapis entraîné par un dispositif d’entraînement (602), ledit matériau étant apte à guider des rayons lumineux par réflexion totale interne;
    • translation (701) dudit rouleau de manière de manière à traiter une première portion du rouleau de matériau;
    • formation (702;703) de microstructures dans la première portion du rouleau de matériau, de manière à former des zones d’extraction lumineuses réparties selon des motifs prédéterminés dans des bandes de positions de la première portion;
    • découpe (704) de la première portion de manière à séparer la première portion du reste du rouleau de matériau;
    • découpe (705) de la première portion en plusieurs bandes de guidage (120.1-120.6) correspondant aux bandes de position de la première portion, les bandes de guidage comprenant une première partie (200) et une deuxième partie (210) s’étendant longitudinalement, la découpe des bandes de guidage séparant au moins les deuxièmes parties des bandes de guidage;
    • pliage (706) des deuxièmes parties des bandes de guidage dans une direction normale aux premières parties, de manière à ce que les deuxièmes parties des bandes de guidage se superposent au moins partiellement;
    • agencement (707) de sources de lumière de manière à ce que chaque source de lumière soit apte à injecter de la lumière dans la première partie de chaque bande de guidage;
    dans lequel chaque deuxième partie de bande de guidage comprend une première sous-partie (211.1-211.6) et une deuxième sous-partie (212.1-212.6à, la première sous-partie étant apte à guider des rayons lumineux de la première partie d’une bande de guidage vers la deuxième sous-partie, et dans lequel les microstructures sont formées dans la deuxièmes sous-partie de manière à extraire de la lumière dans la deuxième sous-partie selon l’un des motifs prédéterminés.
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