L'invention concerne les projecteurs du genre elliptique pour
véhicules automobiles.
Un projecteur de ce genre comprend d'une façon générale un miroir
possédant une zone de premier foyer au voisinage duquel est placée une
source lumineuse et une zone de second foyer au voisinage de laquelle se
concentre le rayonnement de la source après réflexion par le miroir. Une
lentille, typiquement une lentille sphérique plan convexe, est focalisée au
voisinage de la zone de second foyer et projette ce rayonnement concentré
sur la route.
Il est également classique de prévoir dans la zone de second foyer
un écran destiné à occulter une partie du rayonnement et dont un bord
supérieur définit, dans le faisceau formé, une coupure nette, pour ainsi
obtenir un faisceau à coupure, notamment un faisceau de croisement.
Bien que ces projecteurs présentent une grande compacité, ils
s'avèrent particulièrement sensibles aux écarts de positionnement des
différents éléments optiques qui les constituent.
Ainsi il est généralement peu recommandé de recourir à un
actionnement d'un de leurs éléments optiques pour modifier le faisceau. On
a toutefois proposé, dans le document US 5 707 129, un projecteur
elliptique dans lequel le réflecteur et la lampe forment un ensemble mobile
par rapport à la lentille, déplacé en fonction d'une courbure de virage pour
produire un éclairage adapté à ce virage.
Toutefois, le mouvement relatif du reflecteur et de la lentille
provoque d'importantes modifications optiques peu maítrisables. Il est
nécessaire, comme le recommande ce document, de prévoir un écran
occulteur mobile indépendamment de l'ensemble réflecteur/lampe pour
corriger au mieux ces modifications optiques au cours du mouvement.
L'invention vise à résoudre ces inconvénients, c'est à dire à proposer
un projecteur de type elliptique qui ait des éléments mobiles pour modifier la
forme du faisceau d'éclairage, mais qui soit moins fastidieux de construction
et de faisceau mieux défini optiquement.
Ce but est atteint selon l'invention grâce à un projecteur pour
véhicule automobile comprenant une source de lumière, un réflecteur à
deux régions focales et une lentille, la source étant placée dans une des
deux régions focales de manière à produire une tache de lumière réfléchie
dans l'autre région focale, et la lentille étant prévue pour transformer cette
tache en un faisceau projeté sur la route, caractérisé en ce qu'il comprend
des moyens pour déplacer sélectivement la source par rapport au
réflecteur.
De manière surprenante, un faible déplacement de la source permet
d'obtenir différentes formes de faisceau, correspondant par exemple à un
faisceau de croisement du type de ceux préconisés en zone urbaine, ou à
un faisceau de croisement préconisé pour autoroute, à un faisceau de
croisement de virage, ou également à un faisceau évitant spécialement
l'éblouissement par sol mouillé.
Selon des dispositions avantageuses mais non limitatives :
- les moyens pour déplacer la source par rapport au réflecteur
comprennent une embase de lampe et des moyens de maintien de
l'embase autorisant un déplacement de celle-ci dans le projecteur.
- les moyens pour déplacer sélectivement la source par rapport au
réflecteur sont prévus pour autoriser un décalage de la lampe de quelques
millimètres horizontalement vers un côté du réflecteur.
- les moyens pour déplacer sélectivement la source par rapport au
réflecteur sont prévus pour permettre un tel mouvement relatif dans un sens
vertical.
- le projecteur comporte des moyens pour entraíner la source dans
deux positions distinctes, l'une correspondant à un premier faisceau de
croisement présentant une zone de concentration d'intensité lumineuse
sensiblement centrée devant le véhicule, et l'autre à un faisceau de
croisement ayant une zone de concentration d'intensité lumineuse décalée
vers la droite par rapport à la zone de concentration du premier faisceau de
croisement.
- le projecteur comporte des moyens pour entraíner la source dans
deux positions distinctes, l'une correspondant à un premier faisceau de
croisement présentant une zone de concentration d'intensité lumineuse
sensiblement centrée devant le véhicule, et l'autre à un faisceau de
croisement ayant une zone de concentration d'intensité lumineuse décalée
vers la gauche par rapport à la zone de concentration du premier faisceau
de croisement.
- les moyens pour déplacer sélectivement la source par rapport au
réflecteur sont prévus pour adopter trois positions de la source du réflecteur
qui sont distinctes et correspondent à trois faisceaux de croisement
distincts, un premier faisceau de zone de concentration de lumière centrée
et les deux autres ayant chacun une zone de concentration de lumière
décalée dans une direction différente par rapport à la zone de concentration
du premier faisceau.
- le projecteur comprend des moyens pour décaler sur commande la
source lumineuse de un ou quelques millimètres par rapport au réflecteur
dans une direction parmi les directions gauche, droite, et bas par rapport au
sens de propagation de la lumière.
- les moyens pour décaler la source par rapport au réflecteur sont
prévus pour décaler la source sélectivement dans chacune des directions
gauche, droite et bas.
- les moyens pour déplacer sélectivement la source par rapport au
réflecteur sont prévus pour produire sur commande un déplacement relatif
propre à fournir sélectivement un décalage gauche ou droit de la source, de
valeur choisie pour obtenir un faisceau de virage respectivement gauche ou
droit.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention
apparaítront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en
référence aux figures annexées sur lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe horizontale d'un
projecteur de genre elliptique pour faisceau de croisement selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue de face d'un écran occulteur de ce même
projecteur ;
- la figure 3 illustre par un ensemble de courbes isocandela l'allure du
faisceau engendré par le projecteur de la figure 1 dans une position centrée
de la source ;
- la figure 4 illustre par un ensemble de courbes isocandela l'allure
d'un faisceau de croisement modifié pour éviter un éblouissement par sol
mouillé, engendré par le même projecteur, dans une première position
décalée de la source ;
- la figure 5 illustre par un ensemble de courbes isocandela l'allure
d'un faisceau de croisement spécifiquement approprié pour la circulation sur
autoroute, obtenu avec le même projecteur dans une seconde position
décalée de la source;
- la figure 6 illustre par un ensemble de courbes isocandela l'allure
d'un faisceau de croisement modifié pour la circulation en zone urbaine,
produit par le même projecteur dans une troisième position décalée de la
source ;
- la figure 7 est une seconde représentation isocandela du faisceau
obtenu avec une source centrée dans un projecteur elliptique habituel ;
- la figure 8 est une représentation isocandela d'un faisceau de
virage droit obtenu par déplacement de la source dans ce même
projecteur ;
- la figure 9 est une représentation isocandela d'un faisceau de
virage gauche obtenu par déplacement de la source dans ce même
projecteur.
En référence à la figure 1, le projecteur du genre elliptique pour
faisceau de croisement selon l'invention comprend une source lumineuse
10, telle que le filament d'une lampe à incandescence ou l'arc luminescent
d'une lampe à décharge gazeuse, qui coopère avec un miroir 20 du genre
ellispsoïdal pour engendrer, dans une zone de concentration située au
voisinage de l'axe optique x-x du miroir et en avant de ce dernier, une tache
lumineuse.
Cette tache lumineuse est partiellement occultée par un cache ou
écran opaque 30 situé dans cette zone de concentration, et une lentille
plan-convexe 40 projette vers la route la tache lumineuse ainsi partiellement
occultée.
On observera ici que le miroir 20 peut être un pur ellipsoïde de
révolution, ou adopter plus généralement toute géométrie propre à former
dans la zone de concentration la tache lumineuse désirée.
Le présent miroir 20 est réalisé conformément à la description
détaillée donnée dans la demande de brevet FR 2 773 604.
Toutefois, les aménagements décrits ci-après sont facilement mis en
place dans les projecteurs elliptiques courants, à quelques adaptations près
qui seront mises en oeuvre de manière immédiate par l'homme du métier, et
relevant, à partir de la connaissance de la présente description, de simples
réglages.
On pourra, à titre d'exemple supplémentaire, mettre en oeuvre les
aménagements ci-après dans le cadre d'un autre projecteur elliptique bien
connu, tel que celui décrit dans le brevet FR 2 704 044.
Le profil du bord supérieur du cache 30 est illustré sur la figure 2,
avec trois segments de droite 31a, 31b, et 31c dont celui du milieu est
incliné à environ 15° pour assurer, de façon connue en soi, le relèvement de
coupure. En variante, on pourrait prévoir un simple « V» avec un segment
horizontal attenant à un segment oblique, ou encore une coupure de type
en « Z » telle qu'utilisée par exemple aux Etats Unis.
L'allure du faisceau de croisement obtenu par un tel projecteur, dans
une position du filament sur la première zone focale du réflecteur 20, est
illustré sur la figure 3.
On observe que le miroir 20 est ici conçu pour que la tache de
concentration maximale TC du faisceau soit légèrement décalée vers la
droite par rapport à l'axe vertical médian de référence v-v, ceci de façon à
bien éclairer le bas côté de la route (ici, le côté droit).
On observe également que le profil de la coupure correspond à la
forme du bord supérieur du cache 30.
La lampe 10 est ici montée sur une embase qui est mobile dans le
trou de fond du réflecteur. Plus précisément on adopte une embase montée
libre en rotation selon deux axes de rotation transversaux l'un à l'autre et
transversaux à l'axe x-x. Une telle fixation mobile en rotation est facilement
mise en oeuvre, par exemple en fixant l'arrière de l'embase sur un élément
formant rotule. Le mouvement de rotation autour de chacun de ces deux
axes est réalisé par exemple par deux moteurs électriques.
La lampe 10 peut ainsi être sélectivement déplacée latéralement,
c'est à dire sensiblement horizontalement et perpendiculairement à l'axe
optique x-x (flèche F1 sur la figure 1).
On adopte ainsi une première position décalée de la lampe 10,
illustrée en tirets et désignée par 10' sur la figure 1, dans laquelle le filament
se trouve à 2mm sur la droite par rapport à la position de base.
Dans cette position de la source, il s'avère que la tache de
concentration de lumière TC du faisceau projeté reste intacte et se trouve
décalée vers la droite. Cette situation est illustrée sur la figure 4, où l'on
observe que l'on renforce également la quantité de lumière vers le haut en
direction d'un point de référence H correspondant à l'axe de la route.
De plus, la zone située dans la moitié gauche du faisceau se trouve
réduite en intensité.
Un tel faisceau modifié va donc, en particulier lors d'une circulation
par sol mouillé réduire les risques d'éblouissement des conducteurs
opposés.
L'éclairage ainsi obtenu est particulièrement adapté lorsque la route
est mouillée, car on conserve une forme de faisceau efficace tout en
abaissant la concentration de lumière dans une zone spécifique
correspondant exactement à la partie de la lumière habituellement réfléchie
par la route pour arriver aux yeux du conducteur opposé.
L'amplitude du décalage de la lampe 10 peut varier selon le
réflecteur et la lentille utilisés mais la présente modification avantageuse se
retrouve typiquement pour un décalage du filament vers la droite d'environ
2 mm.
Ainsi, un projecteur traditionnel de croisement et du genre elliptique
peut, à l'aide de moyens simples, économiques et fiables, être transformé
en un projecteur bi-fonction qui, par commande d'un moteur d'actionnement
à partir du tableau de bord du véhicule, permet soit d'engendrer un faisceau
de croisement traditionnel, soit d'engendrer un faisceau de croisement
modifié pour circulation par sol mouillé.
Maintenant, en référence toujours à la figure 1, on a illustré une
seconde position 10" de la lampe 10, cette fois décalée latéralement à l'axe
x-x vers le côté gauche du véhicule. Il s'agit en l'occurrence d'un décalage
latéral d'une distance de un millimètre.
Dans cette nouvelle position 10", la tache de concentration de
lumière TC est décalée, ici vers la gauche en vue de l'arrière (figure 5).
L'éclairage se trouve ainsi renforcé légèrement dans la moitié
gauche au voisinage de l'axe central vertical v-v, ce qui a pour effet
d'augmenter la quantité de lumière dans l'axe de la route et contribuer au
confort visuel du conducteur, en particulier sur autoroute où la distance
transversale avec les conducteurs opposés est plus élevée.
Enfin le décalage de la lampe 10 peut, conformément à la présente
invention, être mis en oeuvre dans une direction verticale pour obtenir de
manière particulièrement surprenante, un faisceau spécifiquement
avantageux en vue de la circulation urbaine.
Ainsi, en décalant le filament de 0,5 mm vers le bas, on obtient
(figure 6) un faisceau dont la limite supérieure est plus basse dans sa moitié
droite, bien que peu modifié dans sa zone gauche, et non atténué ni
déplacé dans sa zone centrale de forte concentration.
Le faisceau obtenu par un simple décalage vers le bas, d'une
distance adaptée selon le réflecteur, mais typiquement de 0,5 mm, s'avère
donc présenter pour modification essentielle une atténuation d'intensité
dans une zone qui est limitée à la zone en haut à droite, ce qui est très
avantageux en ville pour ne pas éblouir les personnes placées sur le coté
de la chaussée.
Comme illustré aux figures 8 et 9, en comparaison à la figure 7,
un décalage du filament plus avancé sur un des côtés du réflecteur, à partir
de la position de base du filament, permet également d'obtenir facilement
un décalage du faisceau d'un angle pouvant aller jusqu'à 15° vers le côté
(30% selon la définition habituelle dans le domaine).
En penchant une lampe 10 qui fait quelques centimètres de longueur
depuis un axe géométrique de rotation vertical, ici selon un angle de 15°, on
a obtenu un décalage du faisceau de 15° vers la droite (figure 8) ou vers la
gauche (figure 9), selon le côté vers lequel la lampe est penchée (ou
translatée dans une variante). Un tel décalage en rotation de 15°
correspond en pratique à un déplacement latéral du filament de quelques
millimètres, valable à quelques rêglages près pour l'ensemble des
réflecteurs elliptiques habituels.
L'invention trouve application non seulement dans un projecteur de
croisement dédié, dans lequel lé cache 30 occupe normalement une
position fixe, mais également dans un projecteur bi-fonction
croisement/route, dans lequel le cache 30 peut être escamoté pour ne plus
occulter la tache lumineuse.
En outre, l'homme du métier saura effectuer les transpositions
nécessaires dans le cas de projecteurs conçus pour la circulation à gauche.