L'invention propose un projecteur d'éclairage de véhicule
automobile.
L'invention propose plus particulièrement un projecteur
d'éclairage de véhicule automobile du type qui comporte une
source lumineuse montée dans un miroir pour fournir un flux de
lumière qui traverse une lentille optique et qui forme un faisceau
d'éclairage d'une zone de la route selon une première répartition
de l'intensité lumineuse.
Le miroir présente une surface concave réfléchissante dont
la forme est généralement elliptique, elle peut aussi présenter
d'autres formes géométriques de façon à permettre d'orienter le
flux de lumière en direction de la lentille.
Le miroir comporte un foyer qui est séparé du sommet de
la surface concave d'une distance appelée distance focale.
Lorsque la surface est elliptique, le flux de lumière émis
par la source à partir du foyer est un flux de lumière dont les
rayons convergent en un point.
Par conséquent, une partie de la source lumineuse est
située sur le foyer.
Cependant, l'émission de la totalité du flux de lumière ne
peut être concentrée au foyer. La source lumineuse, notamment
le filament ou l'arc électrique, qui fournit le flux n'est pas
ponctuelle. Par conséquent, le flux de lumière réfléchi par le
miroir comporte des rayons qui ne passent pas par le foyer.
Le flux de lumière traverse ensuite la lentille convergente
qui permet de former un faisceau d'éclairage.
De façon connue, le miroir et la lentille sont agencés l'un
par rapport à l'autre de façon que le point de convergence des
rayons du flux de lumière corresponde avec le foyer optique de la
lentille. Ainsi, les rayons réfléchis sortent de la lentille selon une
direction longitudinale horizontale qui est perpendiculaire au plan
transversal vertical dans lequel s'étend la lentille.
Avantageusement le sommet et le foyer du miroir sont
alignés axialement avec le foyer optique de la lentille.
Pour déterminer les caractéristiques du faisceau
d'éclairage, son intensité est mesurée dans un plan transversal
situé à une distance prédéterminée de la face de sortie de la
lentille.
Selon cet agencement l'intensité lumineuse du faisceau
d'éclairage évolue de façon décroissante à partir d'une zone
centrale sur laquelle sont centrés des cercles d'iso-intensité, c'est
à dire des cercles sur lesquels l'intensité lumineuse du flux est
constante.
Or, selon la fonction à réaliser par le projecteur la
répartition de l'intensité lumineuse du faisceau d'éclairage doit
être différente.
Pour la fonction feu de croisement, le faisceau d'éclairage
doit éclairer la route à proximité du véhicule sans éblouir les
conducteurs des véhicules circulant en sens inverse. Pour ce
faire, il est connu d'interposer un occulteur, aussi appelé
diaphragme entre la source lumineuse et la lentille.
L'occulteur permet ainsi de réaliser une coupure du flux de
lumière pour masquer la partie supérieure du faisceau
d'éclairage, la zone centrale d'intensité maximale étant située à
proximité de la ligne de coupure du faisceau.
Pour la fonction feu de route, le faisceau doit éclairer la
route à une distance supérieure à celle du feu de croisement.
L'éclairage de la route à proximité immédiate du véhicule peut
provoquer une gêne du conducteur du véhicule augmente ainsi le
risque d'accident.
Les deux fonctions feu de croisement et feu de route
peuvent être réalisées par deux projecteurs assurant chacun une
fonction distincte.
De façon à optimiser l'éclairage des véhicules, il est connu
pour la fonction feu de route, d'utiliser le feu de croisement, dont
la direction du faisceau d'éclairage et la répartition de son
intensité lumineuse sont modifiées notamment en escamotant
l'occulteur, auquel est ajouté un projecteur d'éclairage
complémentaire appelé complément de code. Ainsi, la source
lumineuse permettant de réaliser l'éclairage complémentaire est
moins puissante que si elle devait réaliser complètement la
fonction route.
Cependant, de telles solutions ne sont pas satisfaisantes.
Le flux de lumière émis par le projecteur pour un éclairage
satisfaisant de la route est supérieur au flux utile à l'éclairage de
la route.
Le rendement d'un projecteur, qui peut être défini comme
le rapport entre l'intensité lumineuse émise par le projecteur et le
flux fourni par la source de lumière, évolue en fonction des
dimensions du miroir. En effet, plus la surface réfléchissante du
miroir est grande plus le rendement est élevé.
Ainsi, l'utilisation de miroirs de plus petit taille, pour des
raisons notamment d'encombrement et d'esthétique, nécessite
l'utilisation de sources lumineuses plus puissantes et donc plus
coûteuses pour un éclairement similaire.
De façon à fournir une solution à ces problèmes, l'invention
propose un projecteur d'éclairage de véhicule automobile du type
qui comporte une source lumineuse montée dans un miroir pour
fournir un flux de lumière qui traverse une lentille optique et qui
forme un faisceau d'éclairage d'une zone de la route selon une
première répartition de l'intensité lumineuse,
caractérisé en ce qu'il comporte un organe réflecteur qui
est agencé entre le miroir et la lentille et qui est susceptible de
dévier une partie du flux de lumière de façon à concentrer
l'intensité lumineuse de la partie déviée du flux vers une portion
prédéterminée de la zone éclairée.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- l'organe réflecteur comporte une surface réfléchissante ;
- l'organe réflecteur est un miroir ;
- l'organe réflecteur est un prisme en matériau transparent
qui est incliné d'un angle prédéterminé par rapport à la partie du
flux à dévier pour qu'elle soit réfléchie sur l'une des parois de
l'organe réflecteur ;
- ladite portion prédéterminée de la zone éclairée
correspond à la portion qui nécessite l'intensité lumineuse la plus
élevée ;
- l'organe réflecteur est monté mobile par rapport à la
source lumineuse de façon à adapter la partie déviée du flux et/ou
la position de la portion prédéterminée de ladite zone éclairée ;
- le projecteur d'éclairage permet de réaliser une fonction
code et une fonction route, en fonction code, l'organe réflecteur
forme obturateur, et en fonction route, l'organe réflecteur est
susceptible de dévier la partie du flux de lumière ;
- la partie déviée du flux passe par le foyer de la lentille.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
apparaítront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la
compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés
parmi lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement les composants
d'un projecteur d'éclairage réalisé selon l'état de la technique ;
- la figure 2 représente la répartition de l'intensité
lumineuse émise par un projecteur d'éclairage réalisé selon l'état
de la technique ;
- la figure 3 représente schématiquement les composants
d'un projecteur d'éclairage réalisé selon l'invention ;
- la figure 4 représente la répartition de l'intensité
lumineuse émise par un projecteur d'éclairage qui comporte un
organe réflecteur réalisé conformément à l'invention ;
- la figure 5 représente en détail et à grande échelle un
exemple d'organe réflecteur selon l'invention ;
- les figures 6 et 8 représentent un exemple de réalisation
d'un projecteur permettant de réaliser une fonction code et une
fonction route respectivement, conformément à l'invention ;
- la figure 7 représente la répartition de l'intensité
lumineuse émise par le projecteur d'éclairage en fonction code
représenté à la figure 6.
Dans la suite de la description on utilisera, à titre non
limitatif, une orientation avant arrière et supérieure inférieure
conformément à l'orientation notamment des figures 1 et 3.
On a représenté à la figure 1 une section par un plan
longitudinal et vertical d'un projecteur 10 de véhicule automobile
qui comporte principalement une source lumineuse 12 montée
dans un miroir arrière 14 ainsi qu'une lentille convergente 16
avant.
La lentille 16 est représentée schématiquement par une
double flèche sur les figures.
La source lumineuse 12 peut consister indifféremment
notamment en une lampe à filament, conformément aux figures,
ou en une lampe à décharge.
Le miroir 14 est ici de forme elliptique. Sa surface interne
concave 18 comporte un revêtement réfléchissant. Le foyer 20 du
miroir 14 correspond sensiblement au centre du filament de la
source lumineuse 12.
Ainsi, du fait des propriétés optiques de la forme elliptique,
les rayons 22 du flux de lumière, qui sont issus du centre du
filament de la source lumineuse 12 et qui sont réfléchis sur la
surface interne 18 du miroir 14, convergent en un point de
convergence 24.
La lentille convergente 16 qui peut former la glace de
protection avant du projecteur 10 comporte un foyer 26.
Lorsque les rayons du flux de lumière traversent la lentille
16, ils forment un faisceau 28 qui permet d'éclairer une zone de la
route.
De façon à obtenir un faisceau d'éclairage 28 dont une
portion centrale 30 présente une intensité maximale, le foyer 26
de la lentille 16 et le point de convergence 24 des rayons 22 sont
confondus. Les rayons du faisceau d'éclairage 28 qui sortent de
la lentille 16 sont alors parallèles entre eux et sont
perpendiculaires au plan vertical et transversal T dans lequel
s'étend la lentille.
On a aussi représenté un autre rayon 32 du flux de lumière
qui est issu de l'extrémité arrière de la source lumineuse 12. Le
rayon 32 est réfléchi sur la surface réfléchissante 18 du miroir 14
et traverse la lentille 16. Étant donné que le rayon 32 ne passe
pas par le foyer 26 de la lentille 16, le rayon 32 est dévié par la
lentille 16 selon une direction divergente par rapport à la portion
centrale 30 du faisceau d'éclairage 28, formant ainsi portion
périphérique 33.
L'impact du faisceau d'éclairage 28 d'un tel projecteur sur
une surface transversale de mesure qui est située à une distance
prédéterminée du projecteur 10 est représenté schématiquement
à la figure 2. La densité des pointillés est représentative de
l'intensité lumineuse du faisceau 28.
L'impact du faisceau d'éclairage 28 sur la surface
transversale de mesure comporte une zone centrale circulaire 34
d'intensité maximale qui correspond à l'impact de la portion
centrale 30 du faisceau 28 et une zone périphérique 36 qui
correspond à l'impact de la portion périphérique 33 dans laquelle
l'intensité lumineuse décroít à partir de la zone centrale 34.
Les cercles 38, représentés en trait pointillé, qui sont
concentriques à la zone centrale circulaire 34 correspondent à
des lignes d'iso-intensité.
Lors de son utilisation à bord d'un véhicule automobile,
l'axe longitudinal L du projecteur 10 est légèrement incliné vers le
bas par rapport au plan horizontal, de façon que le faisceau 28
éclaire une zone de la route selon une première répartition de
l'intensité lumineuse.
La première répartition de l'intensité lumineuse de la zone
éclairée de la route correspond à la projection de la répartition de
l'intensité lumineuse de l'impact du faisceau d'éclairage 28 sur la
surface transversale de mesure selon la direction inclinée du
projecteur 10. Ainsi, la zone éclairée de la route comporte une
zone centrale et une zone périphérique qui sont allongées selon
une direction longitudinale qui correspond à la direction de
l'éclairage du véhicule.
Tel que décrit précédemment, la totalité du faisceau
d'éclairage 28 n'est pas utile. En effet, par exemple lorsque le
projecteur 10 est un feu de route, la partie inférieure du faisceau
d'éclairage 28 n'est pas nécessaire, elle risque même de gêner la
visibilité du conducteur.
Par conséquent, une partie du flux émis par la source
lumineuse 12 n'est pas utile. Le rendement du projecteur n'est
alors pas optimal.
De plus l'utilisation d'un miroir dont la surface
réfléchissante ne permet pas toujours d'obtenir une intensité
lumineuse suffisante dans certaines parties de la zone éclairée de
la route.
Pour remédier à ces inconvénients l'invention propose que
le projecteur 10 comporte un organe réflecteur 50 qui est agencé
entre le miroir 14 et la lentille 16 et qui est susceptible de dévier
une partie du flux de lumière de façon à concentrer l'intensité
lumineuse de la partie déviée du flux vers une portion
prédéterminée de la zone éclairée.
Le rayon 32, représenté partiellement en trait pointillé à la
figure 3, d'un projecteur qui permet d'éclairer la partie inférieure
de la zone périphérique 36 selon l'état de la technique, est dévié
de façon à éclairer la partie supérieure de la zone périphérique 36
et/ou la zone centrale 34 de l'impact du faisceau d'éclairage 28
sur la surface transversale de mesure. Ainsi, la répartition de
l'intensité lumineuse du projecteur d'éclairage 10 est modifiée.
L'impact du faisceau est représenté schématiquement à la figure
4.
Par exemple pour un feu de route, la partie inférieure du
flux de lumière, d'un projecteur selon l'état de la technique, qui
risquait de provoquer une gêne de conducteur, permet selon
l'invention, d'augmenter l'intensité lumineuse d'une portion
prédéterminée de la zone éclairée qui est utile et permet
d'augmenter la visibilité de la route, et par conséquent le confort
du conducteur.
Ainsi, conformément à la figure 4 représentant l'impact du
faisceau d'éclairage 28 sur la surface transversale de mesure, la
partie inférieure de la zone périphérique 36 est supprimée et
l'intensité de lumière est augmentée sur une partie prédéterminée
48 délimitée par un trait mixte.
Avantageusement, la partie prédéterminée 48 correspond à
la partie qui nécessite l'intensité lumineuse la plus élevée.
Conformément à la figure 3, l'organe réflecteur 50 peut
comporter une surface réfléchissante 52. Dans ce cas, l'organe
réflecteur 50 peut être un miroir.
Selon une variante, l'organe réflecteur 50 est un prisme 54
en matériau transparent qui est incliné d'un angle prédéterminé
par rapport à la partie du flux à dévier pour qu'elle soit réfléchie
sur une de ses parois.
Une telle solution est représentée à la figure 5 sur laquelle
le rayon 32 pénètre à l'intérieur du prisme 54 sous un angle
d'incidence i1 par rapport à la droite 56 perpendiculaire à la face
d'entrée 58. Le rayon 32 est alors dévié d'un angle réfringent r1
par rapport à la normale 56.
L'angle réfringent r1 est déterminé par la formule suivante:
sin(i1)=n*sin(r1)
n est l'indice de réfraction du matériau qui constitue le prisme 54
et l'indice de réfraction n est supérieur à 1.
Lorsque le rayon 32 arrive sur la surface inférieure 62 du
prisme 52 sous un angle d'incidence i2 supérieur à un angle
limite, il subit la réflexion totale. L'angle limite est déterminé en
fonction de l'indice de réfraction n ainsi que de la longueur d'onde
du rayon 32.
Selon l'invention le prisme 52 est positionné de façon
qu'au moins une partie des rayons qui y pénètrent soient réfléchis
sur sa face inférieure 62 de façon à être déviés pour concentrer
leur intensité lumineuse vers une portion prédéterminée de la
zone éclairée de la route.
Que l'organe réflecteur soit un miroir 50 ou un prisme 52, il
peut être monté mobile par rapport à la source lumineuse 12 de
façon à adapter la partie déviée du flux et/ou la position de la
portion prédéterminée de la ladite zone éclairée.
Selon un exemple de réalisation illustré aux figures 6 à 8,
le projecteur d'éclairage 10 permet de réaliser une fonction code
et une fonction route.
Pour ce faire, le réflecteur 50 est monté pivotant autour
d'un axe de rotation A.
En fonction code, l'organe réflecteur 50 constitue un
obturateur. Ainsi, une partie des rayons, notamment le rayon 66,
est arrêtée par l'organe réflecteur 50, masquant ainsi une partie
de la zone éclairée.
De façon que l'impact du faisceau d'éclairage 28 sur la
surface transversale de mesure corresponde sensiblement à la
représentation illustrée à la figure 7, l'organe réflecteur 50
présente un profil transversal composé d'un segment horizontal et
d'un segment incliné de façon à former une coupure du faisceau
d'éclairage selon la ligne de coupure 64 représentée à la figure 7.
En fonction route, conformément à la figure 8, l'organe
réflecteur 50 a pivoté de façon que sa surface réfléchissante
dévie une partie du flux de lumière, notamment le rayon 66 de
façon à concentrer son intensité lumineuse sur une partie
prédéterminée de la zone éclairée. L'impact du faisceau
d'éclairage 28 sur la surface transversale de mesure est similaire
à celui représenté à la figure 4.
Selon une variante, le rayon 66 peut passer par le foyer 26
de la lentille 16, ce qui permet de concentrer son intensité
lumineuse dans la zone centrale 34 de l'impact du faisceau
d'éclairage 28 sur la surface transversale de mesure nécessitant
l'intensité lumineuse maximale.
Un tel projecteur 10 est avantageusement mobile par
rapport à la structure du véhicule de façon à orienter le faisceau
de façon différente selon sa fonction code ou sa fonction route.
En effet, en fonction route, il est avantageux de relever
légèrement le projecteur par rapport à sa position en fonction
code.