EP1400748A1 - Dispositif projecteur de véhicule automobile à miroir et élément de déviation conjugués avec coupure non plate - Google Patents
Dispositif projecteur de véhicule automobile à miroir et élément de déviation conjugués avec coupure non plate Download PDFInfo
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- F21S41/25—Projection lenses
Definitions
- the subject of the present invention is a vehicle headlamp device automobile essentially comprising a mirror and a deflection element conjugates whose design is such that it produces a light beam whose the cut is not flat.
- the object of the invention is essentially to propose an improvement in an existing projector device, this improvement consisting of the introduction of modifications to the surfaces of the mirror and / or the deflection element so as to obtain a non-flat cut of the light beam produced.
- the projector device originally designed as anti-fog, can thus be used in particular as a projector device of code type.
- the projector device according to the invention essentially finds its application in use as low beam because it fully complies with the standards for this type of fire. He could nevertheless be used in any other cited projector device that would experience normative changes. Describing the invention in the context of traffic lights crossing is therefore in no way limiting to this single application.
- the first family is that of so-called parabolic projectors.
- a light beam is generated by a source small luminous light arranged in a reflector, or mirror.
- Such a projector device can optionally be supplemented by an ice-type exit surface, which can be provided for example with streaks to modify the beam bright, for example by spreading it across.
- This family of projectors includes so-called free-surface, or complex-surface, projectors, which directly obtain a light beam having a cutoff, or cutoff line, desired.
- cut line we mean the boundary between a low area illuminated by the projector device and an area high which is not illuminated by the projector device. Precise realization complex surfaces, which have previously been the subject of calculations pushed, allows to obtain such a cut at the output of the projector device parabolic.
- This type of projector is particularly efficient in terms of reduced depth and light distribution.
- One of the difficulties encountered during their realization is that it is necessary that their mirror recovers a significant proportion of the light signals produced by the source of light, under pain of producing an insufficient light beam intense.
- a compromise must then be found between two solutions.
- the first one solution is to use a very small base focal length, so obtain a very closed mirror around the light source and little bulky in width; but because of the size - important in this case - images of the light source generated by the mirror, the beam bright is too thick, and therefore difficult to control.
- the second solution is to increase the basic focal length but the mirror then has significant dimensions transverse to the optical axis, the projector device then no longer compact.
- the second family is that of so-called elliptical projectors.
- a spot of light concentration is generated by a light source arranged in a mirror.
- the source light is arranged at the first focal point of an ellipsoid-shaped mirror of revolution, said spot forming at the second focus of the mirror.
- the stain of light concentration is then projected onto the road by a lens convergent, for example a plano-convex type lens.
- a lens convergent for example a plano-convex type lens.
- we hide partially the spot of light concentration for example by means a metal cover placed within the projector device.
- This type of projector is particularly efficient in terms of recovery of the light signals emitted by the light source; his dimensions transverse to the optical axis are otherwise relatively which is also an advantage.
- this type of projector has a large footprint at depth, and the photometry is difficult to master, because no corrective element presenting streaks cannot correct the light beam coming from the lens.
- hybrid headlamp basic In order to meet these demands, a recently proposed specific headlamp device, which will be designated as a hybrid headlamp basic.
- the basic hybrid projector while technically belonging to the family of parabolic projectors - it does not have a cover for create a break - present, off, an external appearance closer to elliptical projectors than parabolic projectors are classics.
- the basic hybrid projector device offered by elsewhere a good quality light beam.
- the construction principle of the basic hybrid projector device is schematically represented, in an axial horizontal section, in the figure 1.
- O is at the geometric center of a light source 10
- Y-Y is the optical axis
- X-X is the horizontal axis transverse to the optical axis of the projector
- Z-Z is the vertical axis.
- the projector device is essentially composed of a lamp housing the light source 10, a mirror 20 and a transparent element of optical deflection 30, here called lens, placed in front of the mirror 20.
- the mirror 20 is able to cooperate with the light source 10 to generate a beam delimited by a cut line, and the deflection element 30 is suitable for ensuring horizontal spreading of light, without modifying substantially the vertical distribution of light.
- the light beam produced by a projector device consists of a superimposition of all the images of the light source after reflection of the light signals it emits on the reflecting surface of the mirror 10 and after passing through the lens 30.
- a generator 21 of which describes a curve y f 20 (x) which will be explained below.
- the lens 30 is arranged transversely to the axis OY and has an internal face 31, or entry face, receiving the light reflected by the mirror and an external face 32, or exit face, smooth, flat and perpendicular to the OY axis.
- the lens 30 is obtained by displacement of a vertical director along this curve to form its inner face, the lens thus being cylindrical.
- the mirror 20, respectively the inner face 31 of the lens 30, is produced as a function of a desired behavior in terms of propagation of the reflected, respectively refracted rays.
- D / 2 denotes the half-width of the mirror 20 and of the lens 30.
- the horizontal generator of the mirror 20 is constructed so as to satisfy a given law, an example of which is given in Figure 2a, giving a dimension X (x), which is therefore a function of the abscissa x.
- the lens which is shown in solid lines under its theoretical shape with a square outline, is made with an outline circular 33 shown in dotted lines in FIG. 6.
- the device hybrid headlight switched off present, due to its smooth faces and due to its circular outline, a lens-like appearance and shape usually used in elliptical type projector devices.
- the outline 23 of the mirror 20 is produced so as to eliminate from it any area likely to reflect light towards the outside of the circular outline 33 of the lens.
- the hybrid headlamp device as just described constitutes therefore a compact projector in width and depth, capable to generate a satisfactory beam in terms of intensity due to the low loss of light signals inside the hybrid headlamp device, and presenting an aspect close to that of an elliptical.
- lens 30 the role of lens 30 is to spread horizontally the light rays which arrive on its inner face after reflection on the mirror 20. Turning part of the mirror 20 would therefore not cause an offset on the cut-off line, but a diffuse task over a large part of the beam width due to the horizontal spread caused by the lens.
- the invention proposes a projector device advanced hybrid, as opposed to basic hybrid projectors which have just been described, that is to say compact in width and in depth, capable of generating a satisfactory light beam, and having a aspect similar to that of an elliptical, this hybrid type projector perfected having undergone some modifications to obtain a line of non-flat cut of the light beam.
- a vertical tilting of certain surface areas of the mirror and / or lens so that the inclination of these areas are modified, thus causing a shift towards the top of some of the images, constituting the light beam, of the light source.
- the invention therefore essentially relates to a projector device comprising in particular a light source, a mirror having a reflective surface for reflecting light signals produced by the light source and a transparent optical deflection element, having an input face of the reflected light signals and an output face of the reflected light signals, the transparent deflection element being placed in front of the mirror, the mirror being able to cooperate with the light source to generate a beam delimited by a cut line, and the element of deflection being able to ensure a horizontal spreading of the signals light produced by the light source and reflected by the mirror, without modify the vertical distribution of light signals, said device headlamp being characterized in that it comprises at least one recess formed on at least one of the surfaces encountered by the signals light to obtain a non-flat cut-off line for the light beam.
- Another object of the invention is a motor vehicle fitted with at least one projector device having at least one of the characteristics which have just been described.
- a new mirror 80 an example of which possible implementation is shown in Figures 8a (front view of the mirror) at 8c according to different views.
- recesses are introduced on this surface.
- the reflecting surface of the mirror 80 is a juxtaposition of a set of adjacent vertical bands, a recess here designates a tilting of one of these vertical bands.
- a strip vertical lateral left 81 which corresponds to the left end of the reflecting surface of the mirror
- a vertical strip right lateral 82 which corresponds to the right end of the surface reflecting from the mirror
- a central vertical strip 83 which corresponds to a strip adjacent to a vertical central axis 84 of the mirror.
- the tilting of the lateral bands 81 and 82 makes it possible, in the light beam produced by the projector according to the invention, the ascent small images of the light source at the heart of the mirror, these images being of rather important intensity. We thus obtain a rupture of the type of rupture 70 of FIG. 7a.
- Band tilting central 83 allows to get bigger images of the source bright, but less intense, allowing to obtain a cut-off type of the cut-off line 71.
- the side strip central is located just to the left or just to the right of the central vertical axis 84 depending on the side where you want to see the cutoff line 71.
- the inclination of the side bands 81 and 82 is around 3 degrees from the bands adjacent to them, the inclination of the central strip 83 being of the order of 1 degree with respect to the bands adjacent to it.
- the tilting of the bands is preferably carried out in such a way only connecting surfaces between the tilted bands and their bands adjacent as little as possible exposed to the light rays produced by the light source, so as not to introduce too many parasites in the light beam produced.
- the prisms arranged on the extreme lateral bands of the exit face of the lens are intended to raise small images light source to create the break 70, the prism arranged on a central strip being intended to ensure the extension of this rupture by picking up larger but less intense images of the light source.
- Sections 101 can advantageously be parts of dishes (possibly different on the left and on the right) of hearths placed on the axis of the filament and inside the filament.
- the homes of the parties left and right are preferably mixed in the center or offset symmetrically. In all cases, seen from behind, the right side has its focal point in front of the center of the filament (towards the lens), and the left part has its focus behind the center of the filament (towards the mirror).
- the invention proposes, in addition to these modifications, to make a new lens 100, slightly modified compared to that used for basic hybrid projector devices.
- recesses are introduced on this surface.
- These here also consist of a replacement of a section particular 101 of the internal face of the lens 100, said particular section 101 corresponding to the lateral ends of a piece of internal face of the lens resulting from the intersection of this internal face and the defined space between a first central horizontal plane of the lens and a second plane, inclined relative to the foreground, by a surface creating a neutral diopter, for example a flat surface element, or possibly an opening.
Landscapes
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Abstract
Description
- des feux de position, d'intensité et de portée faible ;
- des feux de croisement, ou codes, d'intensité plus forte et de portée sur la route avoisinant 70 mètres, qui sont utilisés essentiellement la nuit et dont la répartition du faisceau lumineux est telle qu'elle permet de ne pas éblouir le conducteur d'un véhicule croisé;
- des feux de route longue portée, et des feux de complément de type longue portée, dont la zone de vision sur la route avoisine 200 mètres, et qui doivent être éteints lorsque l'on croise un autre véhicule afin de ne pas éblouir son conducteur ;
- des projecteurs perfectionnés, dits bimodes, qui cumulent les fonctions de feux de croisement et de feu de route en incorporant un cache amovible ;
- des feux anti-brouillard.
- d'une part, il est parfois exigé de réaliser des dispositifs projecteurs présentant un encombrement modéré non seulement transversalement à l'axe optique, comme le sont les projecteurs elliptiques, mais aussi en profondeur, c'est à dire le long de l'axe optique, comme le sont les projecteurs paraboliques. Aucun des projecteurs appartenant aux deux familles qui viennent d'être décrites ne peuvent répondre à ce premier critère sous peine de perdre en terme de qualité d'éclairage.
- d'autre part, il existe une exigence de la part des stylistes concernant l'aspect extérieur des différents types de projecteurs. Or les deux familles de projecteurs décrites présentent des aspects extérieurs très différents : les projecteurs paraboliques présentent une glace de largeur relativement importante, le plus souvent striée, et, lorsqu'ils sont éteints, on observe parfaitement à l'intérieur de ceux-ci le miroir et différents enjoliveurs. Pour les projecteurs elliptiques, on observe une glace lisse à travers de laquelle on distingue uniquement une face externe convexe de lentille, éventuellement entourée d'un enjoliveur approprié. La juxtaposition d'un projecteur elliptique et d'un projecteur parabolique peut contrarier certains stylistes du fait des différences flagrantes d'aspect entre ces deux types de projecteurs.
- établir une première loi exprimant une seconde distance latérale X, par rapport à l'axe optique Y-Y du projecteur, d'un lieu d'impact d'un rayon réfléchi sur une droite de référence d'équation y=y1 située au voisinage de l'élément de déviation 30, en fonction d'une première distance latérale x, par rapport à ce même axe optique Y-Y, du lieu de réflexion dudit rayon réfléchi sur une génératrice horizontale du miroir; un exemple de cette première loi est donnée à la figure 2a ;
- à partir de cette première loi, déterminer la génératrice horizontale 21 du miroir ;
- à partir de ladite génératrice horizontale, et en fonction d'une coupure verticale recherchée pour le faisceau, construire mathématiquement une surface réfléchissante du miroir ;
- à partir de la construction mathématique de la surface réfléchissante, usiner une empreinte pour la fabrication du miroir avec ladite surface réfléchissante ;
- fabriquer le miroir 20 en utilisant ladite empreinte ;
- établir une deuxième loi exprimant une déviation angulaire horizontale , par rapport à l'axe optique du projecteur, du rayon réfléchi par le miroir, en fonction de ladite première distance latérale x ; un exemple de cette deuxième loi est donnée à la figure 2b ;
- à partir de cette deuxième loi, déterminer une section horizontale de l'élément de déviation 30 ;
- à partir de cette section horizontale, construire mathématiquement la surface d'entrée 31 et la surface de sortie 32 de lumière de l'élément de déviation ;
- à partir de la construction mathématique des surfaces d'entrée et de sortie, usiner un moule pour la fabrication de l'élément de déviation avec lesdites faces d'entrée et de sortie, et
- fabriquer l'élément de déviation 30 en utilisant ledit moule.
- entre les cotes 0 et x2, la déviation passe progressivement de 0 à un angle limite -L;
- entre les cotes x2 et x3, la déviation passe progressivement de la valeur maximale -L à 0 ;
- entre les cotes x3 et D/2, la déviation est nulle;
- le miroir 20 et la lentille 30 peuvent avoir des largeurs différentes, la largeur du miroir pouvant être égale ou inférieure à celle de la lentille ;
- la lentille peut être conçue non pas avec une face extérieure lisse et plane et avec une face intérieure conçue comme décrit précédemment, mais avec une face intérieure lisse et plane et une face extérieure conçue comme décrit précédemment, ou encore avec une face intérieure et une face extérieure toutes deux travaillées.
- au moins un décrochement consiste en au moins un prisme disposé sur l'élément transparent de déviation optique ;
- parmi les prismes disposés sur l'élément optique de déviation, on trouve au moins un prisme latéral disposé sur une bande verticale latérale de l'élément optique de déviation ;
- parmi les prismes disposés sur l'élément optique de déviation, on trouve un prisme central disposé sur une bande verticale centrale, un des bords de cette bande verticale centrale étant confondu avec un axe central vertical de l'élément optique de déviation ;
- une base de chaque prisme est disposée vers le haut de chaque bande verticale sur laquelle il est disposé, un sommet de chaque prisme étant disposé vers le bas de chaque bande verticale sur laquelle il est disposé ;
- chaque prisme est disposé sur la face d'entrée des signaux lumineux réfléchis de l'élément optique de déviation ;
- au moins un décrochement consiste en un basculement d'une bande verticale constituant la surface réfléchissante du miroir par rapport à une bande verticale adjacente du miroir ;
- parmi les basculements effectués sur la surface du miroir, on trouve au moins un basculement latéral d'une bande verticale latérale du miroir ;
- parmi les basculements effectués sur la surface du miroir, on trouve un basculement central disposé sur une bande verticale centrale du miroir, un des bords de cette bande verticale centrale étant confondu avec un axe central vertical du miroir ;
- chaque basculement d'une bande verticale du miroir est effectuée de telle sorte que des surfaces de raccord, apparaissant entre les bandes verticales basculées et les bandes verticales adjacentes, soient exposées au minimum aux signaux lumineux produits par la source de lumière ;
- au moins un décrochement consiste en un remplacement d'une section particulière de la surface réfléchissante du miroir, ladite section particulière correspondant aux extrémités latérales d'un morceau de surface du miroir résultant de l'intersection de la surface réfléchissante du miroir et de l'espace défini entre un premier plan horizontal central du miroir et un deuxième plan, incliné par rapport au premier plan, par une surface de type paraboloïde ;
- au moins un décrochement consiste en un remplacement d'une section particulière la face d'entrée des signaux lumineux réfléchis de l'élément transparent de déviation optique, ladite section particulière correspondant aux extrémités latérales d'un morceau de surface de ladite face d'entrée résultant de l'intersection de ladite face d'entrée et de l'espace défini entre un premier plan horizontal central du miroir et un deuxième plan, incliné par rapport au premier plan, par une surface plane ;
- l'inclinaison entre le premier plan et le deuxième plan est de l'ordre de 15 degrés.
- à la figure 1, déjà décrite, illustre schématiquement par une coupe horizontale axiale le principe de construction d'un projecteur hybride basique;
- aux figures 2a et 2b, également déjà décrites, illustrent respectivement deux courbes de comportement montrant un exemple particulier de conception d'un miroir et d'un élément optique de déviation utilisés dans un projecteur hybride basique;
- à la figure 3, également déjà décrite, une vue schématique en coupe horizontale axiale d'un exemple de projecteur hybride basique construit selon ce principe ;
- à la figure 4, également déjà décrite, une vue schématique en coupe verticale axiale de l'exemple de projecteur de la figure 3 ;
- à la figure 5, également déjà décrite, une vue de face de l'élément optique de l'exemple de projecteur des figures 3 et 4;
- à la figure 6, également déjà décrite, une vue en perspective avec iignes de trace du miroir et de la lentille du projecteur des figures 3 à 5 ;
- aux figures 7a et 7b, des exemples de représentation schématique de lignes de coupure que l'on cherche à obtenir avec le dispositif projecteur selon l'invention ;
- aux figures 8a à 8c, différentes vues d'un exemple de réalisation de la surface du miroir intervenant dans le dispositif projecteur selon l'invention ;
- aux figures 9a et 9b, différentes vues d'un autre exemple de réalisation de la surface du miroir intervenant dans le dispositif projecteur selon l'invention ;
- aux figures 10a et 10b, différentes vues d'un exemple de réalisation de la surface de la lentille intervenant dans le dispositif projecteur selon l'invention.
Claims (14)
- Dispositif projecteur comprenant notamment une source lumineuse (10), un miroir (80 ;90) présentant une surface réfléchissante pour réfléchir des signaux lumineux produits par la source lumineuse (10) et un élément transparent de déviation optique (100), présentant une face d'entrée des signaux lumineux réfléchis et une face de sortie des signaux lumineux réfléchis, l'élément transparent de déviation optique (100) étant placé devant le miroir (80 ;90), le miroir (80 ;90) étant apte à coopérer avec la source lumineuse (10) pour engendrer un faisceau délimité par une ligne de coupure, et l'élément de déviation optique (100) étant apte à assurer un étalement horizontal des signaux lumineux produits par la source lumineuse (10) et réfléchis par le miroir (80 ;90), sans modifier la répartition verticale des signaux lumineux, ledit dispositif projecteur étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un décrochement (81 ;91 ;101) ménagé sur au moins une des surfaces rencontrées par les signaux lumineux pour obtenir une ligne de coupure (70 ;72) non plate du faisceau lumineux.
- Dispositif projecteur selon la revendication précédente caractérisé en ce que au moins un décrochement (81 ; 91 ; 101) consiste en au moins un prisme disposé sur l'élément transparent de déviation optique (100).
- Dispositif projecteur selon la revendication précédentes caractérisé en ce que parmi les prismes disposés sur l'élément optique de déviation (100), on trouve au moins un prisme latéral disposé sur une bande verticale latérale de l'élément optique de déviation (100).
- Dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que parmi les prismes disposés sur l'élément optique de déviation (100), on trouve un prisme central disposé sur une bande verticale centrale, un des bords de cette bande verticale centrale étant confondu avec un axe central vertical de l'élément de déviation optique.
- Dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que une base de chaque prisme est disposée vers le haut de chaque bande verticale sur laquelle il est disposé, un sommet de chaque prisme étant disposé vers le bas de chaque bande verticale sur laquelle il est disposé.
- Dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que chaque prisme est disposé sur la face d'entrée des signaux lumineux réfléchis de l'élément optique de déviation (100).
- Dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que au moins un décrochement (81 ; 91 ; 101) consiste en un basculement d'une bande verticale (81 ; 82) constituant la surface réfléchissante du miroir par rapport à une bande verticale adjacente (83) du miroir.
- Dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que parmi les basculements effectués sur la surface du miroir (80 ; 90), on trouve au moins un basculement latéral d'une bande verticale latérale (81 ; 82) du miroir.
- Dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que parmi les basculements effectués sur la surface du miroir (80 ; 90), on trouve un basculement central disposé sur une bande verticale centrale (83) du miroir, un des bords de cette bande verticale centrale étant confondu avec un axe central vertical (84) du miroir.
- Dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que chaque basculement d'une bande verticale (81 ; 82) du miroir (80 ; 90) est effectuée de telle sorte que des surfaces de raccord, apparaissant entre les bandes verticales basculées et les bandes verticales adjacentes, soient exposées au minimum aux signaux lumineux produits par la source de lumière (10).
- Dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que au moins un décrochement (81 ; 91 ; 101) consiste en un remplacement, par une surface de type paraboloïde, d'une section particulière (91) de la surface réfléchissante du miroir (80 ; 90), ladite section particulière correspondant aux extrémités latérales d'un morceau de surface du miroir résultant de l'intersection de la surface réfléchissante du miroir et de l'espace défini entre un premier plan horizontal central du miroir et un deuxième plan, incliné par rapport au premier plan.
- Dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que au moins un décrochement (81 ; 91 ; 101) consiste en un remplacement, par une surface plane, d'une section particulière (101) de la face d'entrée des signaux lumineux de l'élément transparent de déviation optique (100), ladite section particulière (101) correspondant aux extrémités latérales d'un morceau de surface de ladite face d'entrée résultant de l'intersection de ladite face d'entrée et de l'espace défini entre un premier plan horizontal central du miroir (80 ;90) et un deuxième plan, incliné par rapport au premier plan.
- Dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications 11 ou 12 caractérisé en ce que l'inclinaison entre le premier plan et le deuxième plan est de l'ordre de 15 degrés.
- Véhicule automobile équipé d'un dispositif projecteur selon l'une au moins des revendications précédentes.
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