EP0933585B1 - Projecteur à source transversale pour véhicule automobile susceptible d'émettre un faisceau à coupure nette - Google Patents
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- EP0933585B1 EP0933585B1 EP99400178A EP99400178A EP0933585B1 EP 0933585 B1 EP0933585 B1 EP 0933585B1 EP 99400178 A EP99400178 A EP 99400178A EP 99400178 A EP99400178 A EP 99400178A EP 0933585 B1 EP0933585 B1 EP 0933585B1
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- EP
- European Patent Office
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- mirror
- source
- headlight according
- horizontal
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
- F21S41/32—Optical layout thereof
- F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
- F21S41/334—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors
- F21S41/335—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors with continuity at the junction between adjacent areas
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
- F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
- F21S41/17—Discharge light sources
- F21S41/173—Fluorescent light sources
Definitions
- the present invention relates generally to motor vehicle headlamps.
- parabolic mirror projectors or self-generating beam cut-off surface (especially passing beam or fog beam) generally have, at least at said mirror, a width substantially greater than their height.
- obtaining a good quality light beam imposes, in particular to give it a concentration point in the axis of the road, to build the beam with a significant proportion of images of the light source (typically the filament of an incandescent lamp or the arc of a discharge lamp), which are of small size, and this therefore imposes to design a mirror with areas extending as far as possible from the source, and for the aforementioned reasons for congestion, these zones can not in the convenient to be far from the source only in a lateral direction.
- the light source typically the filament of an incandescent lamp or the arc of a discharge lamp
- the large extent of the mirror above and below the source will generate in this case, with an axial source, a large proportion of images strongly inclined relative to the horizontal, it is that is to say, slightly inclined relative to the vertical, and this will contribute firstly to degrade the quality of the cut, secondly to illuminate the road too close to the vehicle, and thirdly to make difficult the obtaining a beam of good width.
- a fog lamp with a source cross and a mirror may have a height greater than its width.
- This section is defined for its upper part by a piece of parabola 20h focused at a fixed point Fh (or "high focus") located behind the filament 10, and for its lower part by another piece of parabola 20b focused in another fixed point Fb (or “low focus”) located in front of the filament 10. It is understood that such sections inevitably lead to generating images of the filament which either project upwards over a horizontal cut defined in FIG. intersection of the yy axis with a projection screen, and materialized in "C” in Figure 1 (case including an image I1 emitted by the upper part of the mirror), or are excessively offset downwards relative to the cutoff C (in particular an image I2 generated by an intermediate region of the lower part of the mirror).
- the projector described in this document is only capable of generating a flat-cut fog light, and there is no indication or suggestion in this document of how a more complex cut-beam could be produced, in particular a passing beam. European or American type.
- the mirror described in this anteriority is incapable of giving the light beam a substantial width by itself, and it is therefore impossible to have recourse to a glass devoid of optical elements for spreading the light, which nevertheless is often desired by stylists.
- the present invention therefore aims to overcome these limitations of the state of the art and to allow a projector whose mirror can have a reduced width compared to conventional projectors, and a height at least equal to this width, while free from these limitations.
- the present invention proposes a motor vehicle headlamp as defined in claim 1.
- FIGS. 2 and 3 there is shown components of a motor vehicle headlight, namely the generally cylindrical filament 10 of its lamp and its mirror 20.
- the other elements of the projector namely housing, closing glass and various ancillary equipment, have not been shown and are conventional in themselves.
- the source could, alternatively, be constituted for example by the generally cylindrical arc of a discharge lamp.
- the axis of the filament 10 extends, according to a first important characteristic of the invention, horizontally and perpendicularly to the optical axis y-y of the mirror. It may be typically either the transverse filament of a standard lamp H3 mounted axially at the bottom of the mirror, or the axial filament of a lamp H1 or H7 mounted laterally in the mirror.
- the vertical high and low generatrices, respectively 20h and 20b, of the mirror 20 are designed so as to bring all the images of the filament 10 flush with the horizontal level, so as to be able to generate, as one will see in detail later, clean cut beams of good quality.
- the generators are constructed by drawing lines D1 tangent to the surface of the filament 10, these lines being on the back side of the filament with respect to the upper generator 20h, and being on the front side of the filament with respect to the generator 20b.
- each of these lines D1 corresponding to a light ray emitted by an edge of the filament 10, are respectively associated lines D2 parallel to the optical axis y-y of the mirror, which itself is substantially parallel to the axis of the vehicle.
- Each generator is built step by step, starting from the bottom of the mirror 20 that is fixed at a predetermined dimension with respect to the filament, from different TG lines obtained, to define a curved line, which will be called in the following "evolutionary generator” to the extent that it does not present a fixed focus, but a set of foci that evolve gradually as one moves along said generator.
- These generators are distinguished from that of fixed focus generators, that is to say parabolic, described with reference to Figure 1.
- each image of the filament 10 that they generate is located immediately below and flush with a horizontal cut that passes through the yy axis. .
- this horizontal generatrix is given a parabolic appearance, with a focus that can be either centered on the filament 10, or preferably shifted laterally thereto, and the vertical generator described above along this horizontal generatrix, this sliding consisting of a translation without rotation of said vertical generator (that is to say, it remains parallel to the y0z.) along the horizontal generatrix.
- FIG. 4 shows, by isocandal curves, the general shape of a beam that would be obtained with the vertical parabolic half-generators of FIG. 1, and it is observed in particular, in the central region, a light defect immediately at the below the DC cut, which is explained by the presence in this region of images of the filament whose highest point is shifted downwards relative to the cut, and in the lateral regions, an overflow of light above this cut, which is explained by the presence of images whose highest point is located above this cut.
- FIG. 5 which illustrates the shape of a beam that will be obtained on the one hand with the generator of the invention illustrated in FIG. 2, and on the other hand with a horizontal generatrix consisting of two half left and right paraboles respectively focused near the left and right ends of the filament 10, shows that the cut DC is defined substantially over the entire width of the beam.
- FIGS. 6 and 7 illustrate the image plots obtained with a mirror as defined above in terms of horizontal generatrix and vertical generatrix, for a defocusing ⁇ F equal to about half the length of the filament, ie about 2 mm for a filament 4 mm in length, and for a mirror with a height of 150 mm and a width of 80 mm, in which the filament 10 is placed halfway up. It is observed in these figures that the horizontal images of the filament all come immediately below the cutoff (namely the horizontal level 0%), whereas the inclined images are positioned with their highest point located substantially on this cutoff. .
- FIGS. 8 and 9 illustrate the corresponding isocandela curves.
- FIG. 10 illustrates the shape of the whole beam obtained.
- a mirror for a fog beam can be obtained by using a horizontal generatrix consisting of a straight line perpendicular to the y-y axis.
- the mirror thus has a cylindrical reflective surface which will have the property of generating images of the filament which are all located below and at the raz of the cut, and which at the same time are strongly offset laterally with respect to the center of the beam .
- the thickness of the beam will be independent of the height of the mirror. Indeed, the longer the mirror is extended upwards or downwards, the smaller the image size of the generated filament is reduced, these images remaining aligned below the cutoff. It is therefore understandable that one can play on the height of the mirror to control the concentration of light immediately below the cut.
- a passing beam according to the European regulations is preferably generated by dividing the mirror 20 into different areas as illustrated in FIG. 11.
- the mirror has an upper half 21 and a lower half 22, which each comprise nine zones, respectively 211 to 219 and 221 to 229.
- the different zones have relatively similar widths, and typically between 6 and 13 mm, and are essentially characterized by different horizontal generatrices, defined as a function of the desired lateral shift and spreading of the light.
- central areas 215 and 225 which generate images of the filament 10 which are horizontal or very slightly inclined relative to the horizontal, are intended to achieve the horizontal cut over a large extent.
- Their horizontal generatrix is advantageously a straight line.
- the other areas of the mirror are used to ensure a satisfactory light distribution of light in the different areas of the beam.
- the other zones may optionally have, according to the function assigned to them, surfaces of different types, and in particular surfaces derived from the teachings of documents FR-A-2,536,502 , FR-A-2,536,503 , FR-A-2 602 305 , FR-A-2 602 306 , FR-A-2,609,146 , FR-A-2,609,148 , FR-A-2,639,888 , FR-A-2,664,677 and FR-A-2,710,393 , in the name of the Applicant.
- the generated beam has a reduced thickness
- the vertical generator it is possible, for certain zones, to construct the vertical generator not from the actual, typically circular contour of the source, but from a fictitious contour, in particular a circle, which is larger (or on the contrary smaller) than the effective cross section of the filament.
- a fictitious contour in particular a circle, which is larger (or on the contrary smaller) than the effective cross section of the filament.
- Figures 12 to 20 illustrate by sets of isocandal curves the beam portions which are generated respectively by the zones 214, 213, 212, 211, 216, 217, 218, 219 and 215 of the mirror of Figure 11, while Figures 21 and 22 illustrate the shape obtained by superimposing respectively the beam portions of the figures. 12 to 15 and the beam portions of Figures 16 to 19.
- FIG. 23 illustrates the shape of the beam portion generated by the upper half of the mirror of FIG. 11, while FIG. 24 illustrates the shape of the beam portion generated by its lower half.
- Figure 25 illustrates the appearance of the overall beam obtained. It is observed that this is a beam having all the qualities required in terms of width, thickness and concentration in the axis of the road.
- the present invention makes it possible to achieve, through the use of a transverse source and vertical generators as described above, mirrors capable of generating by themselves, or with the intervention of optical elements on the closure glass , projectors whose width is substantially less than the height.
- the ratio between height and width can be between 1.2: 1 and 4: 1.
- the horizontal generatrix of the mirror may be designed to perform or not to spread the light in width.
- this spreading can be carried out by streaking the ice. It is also possible to perform a combined spreading by the mirror and the ice.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Description
- La présente invention concerne d'une façon générale les projecteurs de véhicules automobiles.
- Actuellement, les projecteurs à miroir du genre parabolique ou à surface auto-génératrice de faisceau à coupure (notamment faisceau de croisement ou faisceau antibrouillard), présentent généralement, au moins au niveau dudit miroir, une largeur sensiblement supérieure à leur hauteur.
- Ceci s'explique par plusieurs considérations. Tout d'abord, les constructeurs de véhicules automobiles ont tendance à réaliser des véhicules de plus en plus aérodynamiques, et un facteur important de l'aérodynamisme tient à une forme générale relativement effilée du véhicule vers l'avant, avec un capot plongeant, et en conséquence un espace à l'avant du véhicule, là où l'on place les projecteurs, dont la hauteur est de plus en plus réduite.
- Parallèlement, la hauteur des projecteurs étant réduite, un bon rendement lumineux exige de maintenir une surface réfléchissante de superficie importante, et cette superficie ne peut donc être gagnée que latéralement.
- En outre, l'obtention d'un faisceau lumineux de bonne qualité impose, en particulier pour lui donner une pointe de concentration dans l'axe de la route, de construire le faisceau avec une proportion significative d'images de la source lumineuse (typiquement le filament d'une lampe à incandescence ou l'arc d'une lampe à décharge), qui soient de petite taille, et ceci impose donc de concevoir un miroir avec des zones s'étendant aussi loin que possible de la source, et pour les raisons d'encombrement précité, ces zones ne peuvent dans la pratique être éloignées de la source que dans une direction latérale.
- En corollaire, les projecteurs classiques ayant ce type de contour travaillent de façon optimale avec une source lumineuse orientée axialement, une telle orientation contribuant au rendement lumineux global et créant, avec des miroirs très allongés latéralement, une grande proportion d'images faiblement inclinées par rapport à l'horizontale sur un écran de projection. Ceci est propice à l'obtention de faisceaux présentant une coupure nette et un étalement latéral substantiel.
- Or il existe à l'heure actuelle, à l'encontre de la tendance très largement rencontrée depuis de nombreuses années, une demande de la part des constructeurs pour des projecteurs ayant au contraire une forme telle que leur largeur soit égale ou inférieure à leur hauteur.
- Ce nouveau type de contour soulève, avec les projecteurs de conception optique classique, de nombreuses difficultés.
- Tout d'abord, l'étendue importante du miroir au-dessus et au-dessous de la source va engendrer dans ce cas, avec une source axiale, une proportion importante d'images fortement inclinées par rapport à l'horizontale, c'est-à-dire faiblement inclinées par rapport à la verticale, et ceci va contribuer de première part à dégrader la qualité de la coupure, de deuxième part à éclairer la route à trop grande proximité du véhicule, et de troisième part à rendre délicate l'obtention d'un faisceau de bonne largeur.
- On a déjà proposé dans le passé, notamment dans le document
FR-A-2 602 305 - Ce projecteur connu présente toutefois des inconvénients en matière de répartition des images de la source. Plus particulièrement, et si l'on se réfère maintenant à la figure 1 des dessins, on a représenté la section verticale axiale de la surface réfléchissante décrite dans ce document.
- Cette section est définie pour sa partie supérieure par un morceau de parabole 20h focalisé en un point fixe Fh (ou « foyer haut ») situé en arrière du filament 10, et pour sa partie inférieure par un autre morceau de parabole 20b focalisé en un autre point fixe Fb (ou « foyer bas ») situé en avant du filament 10. On comprend que de telles sections conduisent inévitablement à engendrer des images du filament qui, soit débordent vers le haut au-dessus d'une coupure horizontale définie à l'intersection de l'axe y-y avec un écran de projection, et matérialisée en « C » sur la figure 1 (cas notamment d'une image I1 émise par la partie supérieure du miroir), soit sont excessivement décalées vers le bas par rapport à la coupure C (cas notamment d'une image I2 engendrée par une région intermédiaire de la partie inférieure du miroir).
- Il en résulte donc une coupure qui reste très perfectible.
- En outre, le projecteur décrit dans ce document est uniquement apte à engendrer un faisceau antibrouillard à coupure plate, et rien n'indique ou ne suggère dans ce document la façon dont pourrait être réalisé un faisceau à coupure plus complexe, notamment un faisceau de croisement de type européen ou américain.
- Au surplus, le miroir décrit dans cette antériorité est incapable de donner par lui-même au faisceau lumineux une largeur substantielle, et il est donc impossible d'avoir recours à une glace dépourvue d'éléments optiques d'étalement de la lumière, qui pourtant est fréquemment souhaitée par les stylistes.
- La présente invention vise donc à pallier ces limitations de l'état de la technique et à permettre de réaliser un projecteur dont le miroir puisse présenter une largeur réduite par rapport aux projecteurs conventionnels, et une hauteur au moins égale à cette largeur, tout en s'affranchissant de ces limitations.
- Ainsi la présente invention propose un projecteur de véhicule automobile tel que défini dans la revendication 1.
- Des aspects préférés, mais non limitatifs, du projecteur selon l'invention sont définis dans les revendications dépendantes.
- D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faire en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale axiale d'un filament transversal et d'un miroir de l'art antérieur,
- la figure 2 est une vue schématique en coupe verticale axiale d'un filament transversal et d'un miroir selon la présente invention,
- la figure 3 est une vue de face du filament et du miroir de la figure 2,
- les figures 4 et 5 illustrent respectivement par des courbes isocandela les répartitions lumineuses obtenues en principe avec la solution de l'art antérieur de la figure 1 et l'approche de la présente invention, respectivement,
- les figures 6 et 7 illustrent par des tracés d'images de la source le comportement optique des moitiés supérieure et inférieure du miroir de la figure 3,
- les figures 8 et 9 illustrent par des ensembles de courbes isocandela sur un écran de projection le comportement optique des moitiés supérieure et inférieure du miroir de la figure 3,
- la figure 10 illustre par un ensemble de courbes isocandela le comportement optique de l'ensemble de ce miroir,
- la figure 11 est une vue de face d'une forme de réalisation concrète d'un miroir apte à engendrer un certain type de faisceau à coupure, et
- les figures 12 à 25 illustrent par des ensembles de courbes isocandela respectifs le comportement optique du miroir de la figure 11 sous-zone par sous-zone, zone par zone et dans son ensemble.
- En référence tout d'abord aux figures 2 et 3, on a représenté des composants d'un projecteur de véhicule automobile, à savoir le filament généralement cylindrique 10 de sa lampe et son miroir 20. Les autres éléments du projecteur, à savoir boîtier, glace de fermeture et différents équipements auxiliaires, n'ont pas été représentés et sont classiques en eux-mêmes . La source pourrait, en variante, être constituée par exemple par l'arc généralement cylindrique d'une lampe à décharge.
- L'axe du filament 10 s'étend, selon une première caractéristique importante de l'invention, horizontalement et perpendiculairement à l'axe optique y-y du miroir. Il peut s'agir typiquement, soit du filament transversal d'une lampe normalisée H3 montée axialement au fond du miroir, soit du filament axial d'une lampe H1 ou H7 montée latéralement dans le miroir.
- Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les génératrices verticales haute et basse, respectivement 20h et 20b, du miroir 20 sont conçues de manière à amener toutes les images du filament 10 au ras du niveau horizontal, de manière à pouvoir engendrer, comme on le verra en détail plus loin, des faisceaux à coupure nette de bonne qualité.
- Plus précisément, et en référence particulièrement à la figure 2, les génératrices sont construites en traçant des droites D1 tangentes à la surface du filament 10, ces droites se trouvant du côté arrière du filament pour ce qui concerne la génératrice supérieure 20h, et se trouvant du côté avant du filament pour ce qui concerne la génératrice 20b.
- A chacune de ces droites D1, correspondant à un rayon lumineux émis par un bord du filament 10, sont respectivement associées des droites D2 parallèles à l'axe optique y-y du miroir, qui lui même est sensiblement parallèle à l'axe du véhicule.
- Pour chaque couple de droites (D1, D2) on détermine leur bissectrice BS et la droite TG qui est perpendiculaire à cette bissectrice.
- Chaque génératrice est construite de proche en proche, en partant du fond du miroir 20 que l'on fixe à une cote prédéterminée par rapport au filament, à partir des différentes droites TG obtenues, pour définir une ligne courbe, que l'on appellera dans la suite « génératrice évolutive » dans la mesure où elle ne présente pas un foyer fixe, mais un ensemble de foyers qui évoluent progressivement à mesure que l'on se déplace le long de ladite génératrice. Ces génératrices se distinguent en cela des génératrices à foyer fixe, c'est-à-dire paraboliques, décrites en référence à la figure 1.
- On comprend ici qu'en jouant sur la distance horizontale entre le fond du miroir 20 et le filament 10, on va pouvoir ainsi concevoir des génératrices 20a, 20b plus ou moins ouvertes ou fermées autour de la source, et donc jouer d'une part sur la taille des images du filament engendrées, et d'autre part sur la quantité de flux lumineux que le miroir récupère sur une hauteur donnée.
-
- z = -Rfil
- y = -F
- (y,z) :repère orthonormé dont l'origine est au centre du filament 10, y étant l'axe optique horizontal et z étant vertical.
- Rfil : rayon du filament, et
- F : distance mesurée selon y entre le centre du filament et le fond du miroir.
- On comprend que, grâce à une telle conception des génératrices 20h, 20b, on aboutit à ce que chaque image du filament 10 qu'elles engendrent se situe immédiatement au-dessous et au ras d'une coupure horizontale qui passe par l'axe y-y.
- A partir de là, il est possible d'engendrer différentes types de faisceaux, dont on peut jouer si on le souhaite sur la largeur en jouant sur la génératrice horizontale de la surface réfléchissante du miroir 20.
- Dans une forme de réalisation de base, on donne à cette génératrice horizontale une allure parabolique, avec un foyer qui peut être soit centré sur le filament 10, soit de préférence décalé latéralement par rapport à celui-ci, et l'on fait glisser la génératrice verticale décrite plus haut le long de cette génératrice horizontale, ce glissement consistant en une translation sans rotation de ladite génératrice verticale (c'est-à-dire qu'elle reste parallèle au plan y0z.) le long de la génératrice horizontale.
-
- x,y,z sont les coordonnées du point courant ;
- F est la distance focale de base décrite plus haut à propos de la génératrice verticale ;
- δF est la valeur du décalage latéral de l'axe de la génératrice horizontale parabolique par rapport au centre du filament ; et
- Lfil est la demi-longueur du filament mesurée selon x.
- La figure 4 montre par des courbes isocandela l'allure générale d'un faisceau qui serait obtenu avec les demi-génératrices verticales paraboliques de la figure 1, et l'on observe en particulier, dans la région centrale, un défaut de lumière immédiatement au-dessous de la coupure c-c, qui s'explique par la présence dans cette région d'images du filament dont le point le plus haut est décalé vers le bas par rapport à la coupure, et dans les régions latérales, un débordement de la lumière au-dessus de cette coupure, qui s'explique quant à lui par la présence d'images dont le point le plus haut est situé au-dessus de cette coupure.
- Au contraire la figure 5, qui illustre l'allure d'un faisceau qui va être obtenu d'une part avec la génératrice de l'invention illustrée sur la figure 2, et d'autre part avec une génératrice horizontale constituée par deux demi-paraboles gauche et droite focalisées respectivement au voisinage des extrémités gauche et droite du filament 10, montre que la coupure c-c est définie pratiquement sur toute la largeur du faisceau.
- Les figures 6 et 7 illustrent les tracés d'images obtenus avec un miroir tel que défini ci-dessus en termes de génératrice horizontale et de génératrice verticale, pour une défocalisation δF égale environ à la moitié de la longueur du filament, soit environ 2 mm pour un filament de 4 mm de longueur, et pour un miroir d'une hauteur de 150 mm et d'une largeur de 80 mm, dans lequel le filament 10 est placé à mi-hauteur. On observe sur ces figures que les images horizontales du filament viennent toutes se placer immédiatement au-dessous de la coupure (à savoir le niveau horizontal 0%), tandis que les images inclinées sont positionnées avec leur point le plus haut situé sensiblement sur cette coupure.
- On observe également que, malgré la forme spécifique du miroir, allongé verticalement, il n'existe aucune grande image inclinée par rapport à l'horizontale, susceptible d'éclairer la route à trop grande proximité du véhicule.
- Les courbes isocandela correspondantes sont illustrées sur les figures 8 et 9, tandis que la figure 10 illustre l'allure de l'ensemble du faisceau obtenu.
- On comprend qu'en dotant la glace de fermeture du projecteur de stries d'étalement latéral, et le cas échéant de prismes, on peut réaliser un faisceau antibrouillard tout à fait satisfaisant, ou encore un faisceau de croisement conformé aux normes des Etats-Unis d'Amérique.
- Alors que l'on a décrit plus haut la génération d'une surface réfléchissante par translation sans rotation de la génératrice verticale illustrée sur la figure 2 le long d'une génératrice horizontale donnée, il est bien entendu possible d'utiliser toute autre technique appropriée pour cette génération. En particulier, on peut faire glisser la génératrice verticale de la figure 2 le long de la génératrice horizontale en faisant tourner son plan pour qu'il se situe, en chaque endroit de la génératrice horizontale, par exemple dans un plan vertical contenant le rayon réfléchi en cet endroit de ladite génératrice horizontale, ou encore dans un plan vertical contenant le vecteur normal en cet endroit de ladite génératrice horizontale. On peut également utiliser une génératrice verticale qui évolue à mesure de son déplacement le long de la génératrice horizontale, cette évolution étant obtenue par exemple en redessinant la génératrice verticale selon les principes expliqués en référence à la figure 2 pour chacune de ses positions le long de la génératrice horizontale.
- On va maintenant décrire en détail un miroir défini avec la génératrice verticale décrite plus haut en référence à la figure 2, mais susceptible d'engendrer par lui-même, c'est-à-dire sans l'intervention de la glace de fermeture, un faisceau large pouvant constituer selon les cas un faisceau antibrouillard ou un faisceau de croisement conforme notamment aux normes européennes ou américaines.
- Un miroir pour faisceau antibrouillard peut être obtenu en utilisant une génératrice horizontale constituée par une droite perpendiculaire à l'axe y-y. Le miroir présente donc une surface réfléchissante cylindrique qui va avoir pour propriété d'engendrer des images du filament qui sont toutes situées au-dessous et au raz de la coupure, et qui dans le même temps sont fortement décalées latéralement par rapport au centre du faisceau.
- On peut naturellement envisager dans ce cas, pour moduler la largeur du faisceau, toute autre courbe de préférence dérivable, voire deux fois dérivable, située entre la parabole décrite plus haut et la droite précitée.
- Il est important d'observer ici qu'avec une génératrice verticale selon l'invention, l'épaisseur du faisceau va se trouver indépendante de la hauteur du miroir. En effet, plus on prolonge le miroir vers le haut ou vers le bas, plus la taille des images du filament engendrées est réduite, ces images restant alignées au-dessous de la coupure. On comprend donc que l'on peut jouer sur la hauteur du miroir pour contrôler la concentration de lumière immédiatement au-dessous de la coupure.
- Un faisceau de croisement conforme aux règlements européens est engendré de préférence en divisant le miroir 20 en différentes zones comme illustré sur la figure 11.
- Sur cette figure, le miroir possède une moitié supérieure 21 et une moitié inférieure 22, qui comportent chacune neuf zones, respectivement 211 à 219 et 221 à 229.
- Dans l'exemple représenté, les différentes zones ont des largeurs relativement voisines, et typiquement comprises entre 6 et 13 mm, et sont caractérisées pour l'essentiel par des génératrices horizontales différentes, définies en fonction du décalage latéral et de l'étalement souhaités de la lumière.
- Ainsi les zones centrales 215 et 225 qui engendrent des images du filament 10 qui sont horizontales ou très peu inclinées par rapport à l'horizontale, sont destinées à réaliser la coupure horizontale sur une étendue importante. Leur génératrice horizontale est avantageusement une droite.
- Les zones 214 et 226 ont pour caractéristique, de par leur positionnement, d'engendrer des images du filament qui sont parallèles ou faiblement inclinées par rapport à la demi-coupure à 15° typique d'un faisceau de croisement européen. C'est pourquoi l'on utilise ces zones pour réaliser une partie de faisceau située immédiatement au-dessous de cette demi-coupure inclinée, et qui définit cette dernière. Plus précisément, la position des images du filament engendrées par ces deux zones peut être corrigée pour qu'elles viennent se placer sensiblement au-dessous de la demi-coupure inclinée, de différentes manières :
- utilisation de prismes inclinés sur la glace du projecteur au droit des zones 214, 226 pour remonter ces images le long de la demi-coupure ;
- utilisation de prismes analogues, mais projetés directement sur la surface des zones 214, 226 ;
- enfin modification de la position des foyers des génératrices horizontale et verticale de ces surfaces de manière à engendrer le même phénomène ; en particulier, on utilise avantageusement des génératrices horizontales paraboliques focalisées en des positions décalées latéralement par rapport au centre du filament, de manière à contrôler le déplacement des images le long de la demi-coupure inclinée.
- Les autres zones du miroir sont utilisées pour assurer une répartition lumineuse satisfaisante de la lumière dans les différentes zones du faisceau. Pour ce faire, on adapte au cas par cas les génératrices horizontales de ces zones, qui sont de préférence les mêmes pour la zone supérieure et pour la zone inférieure de manière à éviter des discontinuités susceptibles d'engendrer des défauts optiques.
- On observera ici que si les génératrices des différentes zones adjacentes se raccordent entre elles de façon continue (mais pas nécessairement de façon dérivable), alors la surface du miroir est également continue dans la mesure où la surface est engendrée en faisant glisser la génératrice verticale le long de la génératrice horizontale.
- On observera en outre que, si les zones centrales 215, 225 présentent la génératrice verticale telle que décrite en référence à la figure 2, les autres zones peuvent éventuellement présenter, selon la fonction qui leur est attribuée, des surfaces de types différents, et notamment des surfaces dérivées des enseignements des documents
FR-A-2 536 502 FR-A-2 536 503 FR-A-2 602 305 FR-A-2 602 306 FR-A-2 609 146 FR-A-2 609 148 FR-A-2 639 888 FR-A-2 664 677 FR-A-2 710 393 - Par ailleurs, compte-tenu des caractéristiques propres aux miroirs selon l'invention, selon lesquelles le faisceau engendré présente une épaisseur réduite, il peut être utile que certaines zones, et de préférence des zones qui engendrent des images relativement grandes du filament, soient aptes à produire des images qui soient positionnées sensiblement plus bas que la coupure, ceci afin de combler un « trou noir » susceptible d'exister entre la partie de la route exposée au faisceau et le véhicule, un tel trou noir étant source d'inconfort visuel lorsqu'il est très marqué.
- Pratiquement, chacune des zones du miroir est définie en fonction d'au moins certains des paramètres suivants :
- distance focale de base (paramètre F) de la génératrice verticale ;
- défocalisation de cette même génératrice, c'est-à-dire utilisation d'un contour fictif, circulaire ou non, différent du contour réel de la source, pour engendrer cette génératrice ;
- forme et courbure de la génératrice horizontale, et notamment décalage latéral de son axe comme indiqué plus haut ;
- basculement de la surface (obtenue typiquement par changement de repère orthonormé) ;
- emplacement de la surface dans le miroir qui détermine typiquement une focalisation de la génératrice horizontale sur un bord latéral ou l'autre du filament 10 ;
- dimensions du filament 10.
- Selon une variante de réalisation de l'invention, on peut, pour certaines zones, construire la génératrice verticale non pas à partir du contour réel, typiquement circulaire, de la source, mais à partir d'un contour fictif, notamment un cercle, qui est plus grand (ou au contraire plus petit) que la section transversale effective du filament. Ceci permet d'influer sur le positionnement des images par rapport à la coupure, et notamment de réaliser une coupure moins nette, souhaitable dans certains cas. Par ailleurs, si l'on déplace certaines images vers le bas tandis que d'autres restent alignées sous la coupure, on peut ainsi épaissir le faisceau et/ou déplacer vers le bas sa zone de concentration maximale.
- Les figures 12 à 20 illustrent par des ensembles de courbes isocandela les parties de faisceau qui sont engendrées respectivement par les zones 214, 213, 212, 211, 216, 217, 218, 219 et 215 du miroir de la figure 11, tandis que les figures 21 et 22 illustrent l'allure obtenue en superposant respectivement les parties de faisceau des figures 12 à 15 et les parties de faisceau des figures 16 à 19.
- La figure 23 illustre l'allure de la partie de faisceau engendrée par la moitié supérieure du miroir de la figure 11, tandis que la figure 24 illustre l'allure de la partie de faisceau engendrée par sa moitié inférieure.
- La figure 25 illustre l'allure du faisceau globalement obtenu. On observe qu'il s'agit d'un faisceau présentant toutes les qualités requises en termes de largeur, d'épaisseur et de concentration dans l'axe de la route.
- La présente invention permet de réaliser, grâce au recours à une source transversale et aux génératrices verticales telles que décrites plus haut, des miroirs susceptibles d'engendrer par eux-mêmes, ou encore avec l'intervention d'éléments optiques sur la glace de fermeture, des projecteurs dont la largeur est sensiblement inférieure à la hauteur. Typiquement le rapport entre hauteur et largeur peut être compris entre 1,2:1 et 4:1.
- Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et représentées sur les dessins, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit.
- En particulier, bien que l'on ait décrit ci-dessus des miroirs présentant des bords latéraux verticaux et des bords supérieur et inférieur horizontaux, il est bien entendu que les enseignements ci-dessus s'appliquent également tout à fait bien à un miroir possédant des bords présentant une certaine obliquité.
- En outre, comme on l'a indiqué, la génératrice horizontale du miroir peut être conçue pour effectuer ou non un étalement de la lumière en largeur.
- Lorsque ce n'est pas le cas, cet étalement peut être réalisé par un striage de la glace. On peut également réaliser un étalement combiné par le miroir et par la glace.
Claims (15)
- Projecteur de véhicule automobile, comportant une source lumineuse (10), un miroir (20) et une glace, le miroir étant apte à coopérer avec la source pour engendrer un faisceau délimité par une coupure dont au moins une partie s'étend horizontalement, caractérisé en ce que la source présente la forme générale d'un cylindre dont l'axe est essentiellement horizontal et perpendiculaire à un axe optique (y-y) du miroir, et dont la longueur selon cet axe est sensiblement inférieure à la largeur du miroir, et en ce qu'au moins une section verticale (20h, 20b) de la surface du miroir présente un profil tel qu'un rayon lumineux (D1) émis tangentiellement par un bord de la source est réfléchi (D2) parallèlement audit axe optique, les rayons lumineux émis par le reste de la source étant réfléchis avec une inclinaison vers le bas par rapport audit axe optique.
- Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le miroir (20) présente une hauteur au moins égale à sa largeur.
- Projecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport entre la hauteur et la largeur du miroir (20) est compris entre 1,2:1 et 4:1.
- Projecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une zone de la surface réfléchissante du miroir est engendrée par déplacement de ladite section verticale le long d'une génératrice horizontale donnée constituée par une partie, correspondant à ladite zone, d'une section horizontale du miroir à la hauteur de la source.
- Projecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le déplacement de ladite section verticale est une translation sans rotation.
- Projecteur selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite génératrice horizontale est lisse.
- Projecteur selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite génératrice horizontale présentent des ruptures de pente.
- Projecteur selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ladite génératrice horizontale possède au moins localement la forme d'un morceau de parabole.
- Projecteur selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ladite génératrice horizontale possède au moins localement la forme d'une droite.
- Projecteur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le miroir est subdivisé en une pluralité de zones (211-219, 221-229) dont au moins une (215, 225) présente ladite section verticale.
- Projecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins l'une des zones du miroir possède une section verticale qui présente un profil tel qu'un rayon lumineux fictif (D1) émis tangentiellement par un contour fictif est réfléchi (D2) parallèlement audit axe optique, les rayons lumineux fictifs émis par le reste du contour étant réfléchis avec une inclinaison vers le bas par rapport audit axe optique.
- Projecteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit contour fictif est un cylindre de diamètre différent de celui de ladite source.
- Projecteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit contour fictif englobe ladite source.
- Projecteur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ladite source (10) est constituée par un filament incandescent.
- Projecteur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le miroir possède à la hauteur de la source une section horizontale propre à assurer une répartition horizontale prédéterminée de la lumière.
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