FR2525733A1

FR2525733A1 - Headlamp reflector with sub-reflector to aim beam downwards - uses main reflector with stepped parabolic segments moulded in to deflect down part of light beam

Info

Publication number: FR2525733A1
Application number: FR8207007A
Authority: FR
Inventors: Robert Ernest Buhl
Original assignee: AUTEROCHE SA
Current assignee: AUTEROCHE SA
Priority date: 1982-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1983-10-28

Abstract

The headlamp reflector is intended to simultaneously produce several light beams of pre-determined intensity, in various directions, from a single light source. The main reflector (2) is formed in generally parabolic shape, with subsidiary reflectors (3,4) formed from stepped parabolic segments, each segment being based on a common focal point (F). The parabolic segments are oriented so that the direction of the emergent light beam (30,40) is at an angle to the optical axis (A2) of the main reflector. The transition zones (10,11) between the stepped segments are oriented to be invisible from the focus. The reflector can be formed by pressing a metal or by moulding a plastic material. A hole (5) is provided at the centre of the reflector to accept the lamp bulb, and provision (6,7,8) is made at the outer edges to accept the lamp glass.

Description

La présente invention concerne un réflecteur à parabo zoïdes multiples adapté à produire simultanément plusieurs faisceaux lumineux, d'intensités prédéterminées, dans des directions différentes de l'espace à partir d'une seule source de lumière. The present invention relates to a multiple zoid parabolic reflector adapted to simultaneously produce several light beams, of predetermined intensities, in different directions of space from a single light source.

Les réflecteurs lumineux ont, de manière connue, une forme paraboloidale qui permet d'obtenir, à partir d'une source lumineuse ponctuelle située au foyer dudit parabolotde de révolution, un faisceau principal à rayons parallèles à l'axe dudit paraboloede. Ces réflecteurs sont généralement limités par une glace à prismes qui a pour effet de déformer le faisceau produit par le réflecteur. Les phares de véhicules automobiles sont couramment constitués de tels réflecteurs parabo loLdaux dont l'axe est légèrement incliné vers le bas de manière à bien éclairer la route ; les prismes de la glace tendant à obtenir un éclairage optimal des obstacles éventuels à 1' avancée du véhicule. The light reflectors have, in known manner, a paraboloidal shape which makes it possible to obtain, from a point light source located at the focal point of said parabolot of revolution, a main beam with rays parallel to the axis of said paraboloid. These reflectors are generally limited by a prismatic glass which has the effect of deforming the beam produced by the reflector. Motor vehicle headlights commonly consist of such parabolic reflectors whose axis is slightly inclined downward so as to illuminate the road well; the prisms of the glass tending to obtain optimum lighting of possible obstacles to advancing the vehicle.

Selon les structures adoptées pour la glace à prismes il peut se former deux ou plusieurs zones distinctes d'éclairage, séparées par des zones d'ombre. Depending on the structures adopted for prismatic glass, two or more distinct lighting zones can be formed, separated by shadow zones.

Il existe déjà des réflecteurs adaptés à fournir des faisceaux complémentaires d'éclairage. Un premier type de ces réflecteurs correspond à la juxtaposition de deux demicoquilles paraboliques coaxiales mais décalées. Un deuxième type correspond à l'adjonction au réflecteur principal d'un réflecteur supplémentaire doté d'une seconde ampoule. Ces divers dispositifs sont cependant complexes et délicats à mettre en oeuvre, donc chers. Reflectors already exist which are suitable for providing complementary lighting beams. A first type of these reflectors corresponds to the juxtaposition of two coaxial but offset parabolic half-shells. A second type corresponds to the addition to the main reflector of an additional reflector provided with a second bulb. These various devices are however complex and delicate to implement, therefore expensive.

La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et propose dans ce but un dispositif réflecteur à paraboloïdes multiples, adapté à produire simultanément plusieurs faisceaux lumineux d'intensités prédéterminées, dans des directions différentes choisies de l'espace, à partir d' une seule source de lumière, ledit dispositif réflecteur étant caractérisé en ce qu'il comporte une pièce formant par une partie de sa surface interne un paraboloide principal de révolution autour d'un axe principal et par la partie résiduelle de sa surface au moins une portion de paraboloïde additionel d'axe distinct dudit axe principal, la conti nuité avec le paraboloide principal étant assurée- par au moins une zone de transition. The object of the present invention is to overcome these drawbacks and to this end proposes a reflector device with multiple paraboloids, adapted to simultaneously produce several light beams of predetermined intensities, in different chosen directions of space, from a single light source, said reflector device being characterized in that it comprises a part forming by a part of its internal surface a main paraboloid of revolution around a main axis and by the residual part of its surface at least a portion of paraboloid additional axis distinct from said main axis, continuity with the main paraboloid being ensured by at least one transition zone.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, donnée à titre d' exemple, fondée sur les dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un réflecteur selon l'invention à trois paraboloides et montre les faisceaux lumineux issus d'une source lumineuse située au foyer commun desdits paraboloides ;
la figure 2 est une vue comparable à la figure 1, la source lumineuse étant décalée vers le sommet du parabololde principal ;
la figure 3 est une vue de dos dudit réflecteur
la figure 4 est une représentation schématique d'un éclairement obtenu grâce à un réflecteur selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, given by way of example, based on the appended drawings in which
Figure 1 is a schematic view in axial section of a reflector according to the invention with three paraboloids and shows the light beams from a light source located at the common focus of said paraboloides;
Figure 2 is a view comparable to Figure 1, the light source being offset towards the top of the main paraboloid;
Figure 3 is a back view of said reflector
Figure 4 is a schematic representation of an illumination obtained by a reflector according to the invention.

Selon la forme de réalisation choisie et représentée aux figures 1 à 3, la surface interne d'un réflecteur polyparabolique 1 comporte un paraboloide principal 2 de sommet S, d'axe A2, et deux portions 3 et 4 de paraboloides additionnels d'axes A3 et A4 respectivement obtenues par contremboutissage d'un réflecteur de base ayant le paraboloide A2 comme surface interne. Le paraboloide principal et les paraboloides additionnels admettent ici un même foyer F, qui est le point de rencontre de leurs axes. According to the embodiment chosen and represented in FIGS. 1 to 3, the internal surface of a polyparabolic reflector 1 comprises a main paraboloid 2 with apex S, of axis A2, and two portions 3 and 4 of additional paraboloids of axes A3 and A4 respectively obtained by counter-stamping a base reflector having the paraboloid A2 as an internal surface. The main dish and the additional dishes here admit the same focal point F, which is the meeting point of their axes.

Au sommet S du paraboloide principal 2 est ménagée dans le réflecteur 1, de manière usuelle, une ouverture 5 adaptée à recevoir un porte-lampe assurant la fixation et l'alimentation d'une source lumineuse 9 constituée de préférence d'un filament axial de lampe halogène d'extrémités 0' et 0" disposées de part et d'autre du foyer F. At the top S of the main paraboloid 2 is formed in the reflector 1, in the usual manner, an opening 5 adapted to receive a lamp holder ensuring the fixing and the supply of a light source 9 preferably consisting of an axial filament of halogen lamp with 0 'and 0 "ends arranged on either side of the F hearth.

Le réflecteur 1 présente en outre un bord 6, situé dans un plan perpendiculaire à l'axe A2, précédé par deux feuillures annulaires 7 et 8 adaptées à recevoir une glace (non représentée) en verre, matière plastique, ou tout autre matériau adéquat, munie de façon usuelle d'un système optique de prismes, lentilles ou cannelures. Doté de sa glace, le réflecteur 1 constitue un bloc optique adapté à produire un éclairement conforme aux buts recherchés. The reflector 1 also has an edge 6, situated in a plane perpendicular to the axis A2, preceded by two annular rebates 7 and 8 adapted to receive a glass (not shown) made of glass, plastic, or any other suitable material, usually fitted with an optical system of prisms, lenses or grooves. With its glass, the reflector 1 constitutes an optical unit adapted to produce an illumination in accordance with the desired objectives.

La portion 3 de paraboloide additionnel est située à l'intérieur du paraboloIde principal 2. Elle-est raccordée par une première frontière intérieure 32 au paraboloide principal 2 et par une première frontière extérieure 310 avec une première zone de transition 10 en forme de croissant. La portion 4 de paraboloide additionnel, également située à 1' intérieur du paraboloide principal 2, est de même raccordée par une seconde frontière intérieure ou première ligne de reprise 410 à ladite première zone de transition et par une seconde frontière extérieure 411 à une seconde zone de transition 11, également en forme de croissant, qui rejoint le paraboloide principal par une seconde ligne de reprise 211. Cette portion 4 est également raccordée au parabolode principal 2 par des frontières latérales 42. The portion 3 of additional dish is located inside the main dish 2. It is connected by a first internal border 32 to the main dish 2 and by a first external border 310 with a first transition zone 10 in the form of a crescent. The portion 4 of additional dish, also located inside the main dish 2, is likewise connected by a second internal border or first recovery line 410 to said first transition zone and by a second external border 411 to a second zone. transition 11, also in the form of a crescent, which joins the main paraboloid by a second recovery line 211. This portion 4 is also connected to the main parabolode 2 by lateral borders 42.

On choisit, en fonction de l'éclairement souhaité, l'orientation des axes A3 et A4 vis-à-vis de l'axe A2, ainsi que les distances focales des trois paraboloïdes 2, 3 et 4. The orientation of the axes A3 and A4 with respect to the axis A2 is chosen as a function of the desired illumination, as well as the focal distances of the three dishes 2, 3 and 4.

Dans le cas de l'exemple considéré la distance focale du para bolide principal 2 est de 22 mm, les axes A3 et A4 formant avec A2 des angles de 18 et 200 respectivement.In the case of the example considered, the focal distance of the main para bolide 2 is 22 mm, the axes A3 and A4 forming with A2 angles of 18 and 200 respectively.

Par raison de symétrie par rapport aux axes A3 et A4, les frontières extérieures 310 et 411 sont préférentiellement des arcs déterminés par des plans perpendiculaires aux axes
A3 et A4 respectivement, choisis de manière à conférer aux portions 3 et 4 des aires conformes à l'éclairement souhaité.By reason of symmetry with respect to the axes A3 and A4, the external borders 310 and 411 are preferably arcs determined by planes perpendicular to the axes
A3 and A4 respectively, chosen so as to give portions 3 and 4 areas in accordance with the desired illumination.

Les frontières 32 et 42 sont définies comme étant des intersections de paraboloides, et ne présentent aucun caractère arbitraire.Borders 32 and 42 are defined as intersections of dishes, and are not arbitrary.

Les lignes de reprise 410 et 211 des paraboloides 4 et 2 à partir des zones de transition 10 et 11 respectivement sont avantageusement déterminées par les projections sur les parabolodes 4 et 2 des frontières extérieures 310 et 411 à partir du foyer F. Les zones de transition 10 et 11 présentent dans ces conditions une épaisseur pratiquement nulle vis-à-vis de la source lumineuse 9 centrée au foyer F, et ne donnent lieu à aucune réflexion parasite des rayons émis par ladite source 9. Ce même résultat est obtenu lorsque ces zones de transition sont invisibles à partir du foyer. The recovery lines 410 and 211 of the dishes 4 and 2 from the transition zones 10 and 11 respectively are advantageously determined by the projections on the dishes 4 and 2 of the external borders 310 and 411 from the focal point F. The transition areas 10 and 11 have under these conditions a practically zero thickness with respect to the light source 9 centered on the focal point F, and do not give rise to any parasitic reflection of the rays emitted by said source 9. This same result is obtained when these zones are invisible from the foyer.

La figure 1 montre le trajet des rayons émis par la portion de filament située au foyer F. Les divers rayons réfléchis par une même portion de paraboloide constituent alors un faisceau de rayons parallèles à l'axe dudit paraboloide. FIG. 1 shows the path of the rays emitted by the portion of filament located at the focal point F. The various rays reflected by the same portion of paraboloid then constitute a beam of rays parallel to the axis of said paraboloid.

Le réflecteur produit ainsi un faisceau principal de rayons tels que 20 et 21, prallèles à l'axe A2. Les deux portions 3 et 4 de paraboloides additionnels fournissent pour leur part deux faisceaux secondaires dont les rayons tels que 30 et 40 sont parallèles aux axes A3 et A4. Les intensités des trois faisceaux ainsi obtenus sont fixées par les aires de chacune des portions de paraboloides, selon une relation approximable à une loi de proportionnalité. Le choix de ces aires découle donc également de l'éclairement souhaité.The reflector thus produces a main beam of rays such as 20 and 21, pralleles to the axis A2. The two portions 3 and 4 of additional dishes provide for their part two secondary beams whose radii such as 30 and 40 are parallel to the axes A3 and A4. The intensities of the three beams thus obtained are fixed by the areas of each of the paraboloid portions, according to an approximate relation to a law of proportionality. The choice of these areas therefore also results from the desired lighting.

La figure 2 montre le trajet des rayons émis par l'extrémité 0' du filament située entre le foyer F et le sommet S. Figure 2 shows the path of the rays emitted by the 0 'end of the filament located between the focal point F and the vertex S.

Les faisceaux alors obtenus à partir de chacune des portions de parabololdes ne sont plus à rayons parallèles, mais sont divergents ainsi que le montre des rayons 25 et 26 du faisceau principal. Les rayons émis par l'extrémité 0" du filament 9 forment de leur côté des faisceaux convergents.The beams then obtained from each of the paraboloid portions are no longer with parallel rays, but are divergent as shown by rays 25 and 26 of the main beam. The rays emitted by the 0 "end of the filament 9 form converging beams on their side.

Le filament 9 étant axial, et s'étendant entre 0' et 0", de part et d'autre du foyer F, les faisceaux obtenus sont donc pour une première part à rayons parallèles, pour une seconde part convergents, et pour une troisième part divergents. De manière préférentielle le filament 9 est ajustable axialement, ce qui permet de modifier de manière continue la répartition quantitative de la lumière réfléchie selon ces trois modes. The filament 9 being axial, and extending between 0 'and 0 ", on either side of the focal point F, the beams obtained are therefore for the first part with parallel rays, for a second part convergent, and for a third The filament 9 is preferably axially adjustable, which makes it possible to continuously modify the quantitative distribution of the light reflected according to these three modes.

La figure 4 montre une répartition d'éclairement au sol obtenu avec un réflecteur selon l'invention, avec une glace à système optique usuel (non détaillé) la position de l'optique à la verticale étant indiquée en 52. La lumière directement diffusée par la glace éclaire une zone 50 tandis que la lumière réfléchie par le réflecteur de base, correspondant au paraboloi- de 2 éclaire une zone 51 de forme globalement rectangulaire séparée de la zone 50 par une zone d'ombre 53. La lumière transmise par les réflecteurs additionnels selon l'invention permet d'assurer un éclairage de cette zone d'ombre 53. FIG. 4 shows a distribution of illumination on the ground obtained with a reflector according to the invention, with a lens with the usual optical system (not detailed), the position of the optic vertically being indicated at 52. The light directly diffused by the glass illuminates an area 50 while the light reflected by the base reflector, corresponding to the paraboloid of 2 illuminates an area 51 of generally rectangular shape separated from the area 50 by a shadow area 53. The light transmitted by the reflectors according to the invention makes it possible to provide lighting for this shadow zone 53.

Un tel type d'éclairage est particulièrement adapté aux besoins des engins de travaux publics, des tracteurs agricoles etc... Such a type of lighting is particularly suited to the needs of public works vehicles, agricultural tractors, etc.

Les modifications d'éclairement que permet l'adjonction selon l'invention de portions de paraboloides additionnels à un réflecteur classique sont les plus diverses en fonction des systèmes optiques utilisés, avec le cas échéant transformation sélective selon des techniques bien connues de l'homme de l'art, des différents faisceaux. On peut aisément obtenir ainsi
- un faisceau rectangulaire très allongé à partir d'un faisceau carré
- un double faisceau à intensités inversées
- à partir d'un faisceau rectangulaire large, un faisceau très large et homogène à grande ouverture verticale; etc...The lighting modifications that the addition of additional paraboloid portions to a conventional reflector allows according to the invention are the most diverse depending on the optical systems used, with selective transformation if necessary according to techniques well known to those skilled in the art. art, different beams. We can easily obtain
- a very elongated rectangular beam from a square beam
- a double beam with inverted intensities
- from a wide rectangular beam, a very wide and homogeneous beam with a large vertical opening; etc ...

Au lieu d'être embouti à partir d'une matière en feuilles, le réflecteur selon l'invention peut être moulé ; il peut être fabriqué en métal, ou en matière plastique. I1 est de préférence en une seule pièce, pour des raisons de facilités de fabrication. Dans le cas d'une fabrication par contremboutissage, la conformation exacte des lignes frontières et des zones de transition peut être sensiblement influencée par l'aptitude du matériau à l'emboutissage. Ce type de fabrication est avantageusement utilisé lorsque les zones de transition sont peu étendues ou lorsque les portions de paraboloide additionnel restent très voisines du paraboloide principal.Les caractéristiques des portions de paraboloides additionnels peuvent résulter d'un compromis entre les caractéristiques exactes souhaitées et une tendance à minimiser l'écartement de ces portions de paraboloides additionnels vis-à-vis du parabololde principal. Instead of being stamped from a sheet material, the reflector according to the invention can be molded; it can be made of metal, or plastic. I1 is preferably in one piece, for reasons of manufacturing facilities. In the case of production by counter-stamping, the exact shape of the border lines and of the transition zones can be appreciably influenced by the suitability of the material for stamping. This type of manufacturing is advantageously used when the transition zones are small or when the portions of additional dish remain very close to the main dish. The characteristics of the portions of additional dishes can result from a compromise between the exact characteristics desired and a tendency to minimize the spacing of these portions of additional dishes with respect to the main dish.

Les portions de paraboloides additionnels peuvent s' étendre de part et d'autre du paraboloide principal. Elles peuvent également constituer une portion annulaire du réflecteur. The portions of additional dishes can extend on either side of the main dish. They can also constitute an annular portion of the reflector.

I1 est cependant avantageux de les maintenir à l'écart de la périphérie du réflecteur de manière à éviter toute complication de la fixation de la glace. Des portions de paraboloides additionnels d'axes différents de l'axe principal peuvent aussi être ménagées dans des réflecteurs composés de plusieurs paraboloides concentriques. Les paraboloides additionnels,en nombre quelconque, peuvent avoir une orientation quelconque, à choisir en fonction des faisceaux recherchés : vers le haut, vers le bas, à droite, à gauche, ou n'importe quelle autre direction. Les axes de ces portions de paraboloides additionnels sont de préférence concourants ou parallèles chacun avec l'axe du parabololde principal. Les foyers ne sont pas nécessairement confondus avec le foyer du paraboloide principal ; les- faisceaux lumineux produits par un réflecteur selon l'invention sont, au choix, concentrés, divergents, convergents, diffus, etc
Par leur agencement, leurs orientations et leurs aires, les portions de paraboloides additionnels offrent au concepteur de l'appareil un vaste choix de paramètres disponibles pour l'obtention d'éclairements adaptés à répondre aux applications les plus diverses. I1 is however advantageous to keep them away from the periphery of the reflector so as to avoid any complication of the fixing of the glass. Portions of additional dishes of axes different from the main axis can also be provided in reflectors composed of several concentric dishes. The additional dishes, in any number, can have any orientation, to choose according to the beams sought: up, down, right, left, or any other direction. The axes of these portions of additional dishes are preferably concurrent or parallel each with the axis of the main dish. The hearths are not necessarily confused with the hearth of the main paraboloid; the light beams produced by a reflector according to the invention are, as desired, concentrated, divergent, convergent, diffuse, etc.
By their arrangement, their orientations and their areas, the additional paraboloid portions offer the designer of the device a wide choice of parameters available for obtaining lighting adapted to meet the most diverse applications.

Claims

REVENDICATIONS

1. Réflecteur, adapté à produire simultanément plusieurs faisceaux lumineux d'intensités prédéterminées, dans des directions différentes choisies de l'espace, à partir d' une seule source de lumière, ledit réflecteur étant caractérisé en ce qu'il comporte une pièce (1) formant par une partie de sa surface interne un parabololde principal (2) de révolution autour d'un axe principal (A2) et par la partie résiduelle de sa surface au moins une portion de paraboloide additionnel (3, 4) d'axe (A3, A4) distinct dudit axe principal, la continuité avec le parabololde principal étant assurée par au moins une zone de transition (10,11). 1. Reflector, suitable for simultaneously producing several light beams of predetermined intensities, in different chosen directions of space, from a single light source, said reflector being characterized in that it comprises a part (1 ) forming by a part of its internal surface a main paraboloid (2) of revolution around a main axis (A2) and by the residual part of its surface at least a portion of additional paraboloid (3, 4) of axis ( A3, A4) distinct from said main axis, continuity with the main paraboloid being ensured by at least one transition zone (10,11).

2. Réflecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite partie résiduelle est située à l'écart de la périphérie du parabololde principal (2). 2. Reflector according to claim 1 characterized in that said residual part is located away from the periphery of the main paraboloid (2).

3. Réflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux portions de paraboloides additionnels (3, 4) d'axes (A3, A4) coplanaires. 3. Reflector according to any one of claims 1 to 2, characterized in that it comprises two portions of additional paraboloids (3, 4) of axes (A3, A4) coplanar.

4. Réflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les divers parabololdes (2,3, 4) admettent un foyer commun. 4. Reflector according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the various parabololdes (2,3, 4) admit a common hearth.

5. Réflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les portions de parabololdes additionnels (3, 4) sont bordées par des frontières extérieures (310, 411) appartenant à un plan normal aux axes desdites portions. 5. Reflector according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the portions of additional dishes (3, 4) are bordered by external borders (310, 411) belonging to a plane normal to the axes of said portions.

6. Réflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les zones de transition (10,11) sont invisibles à partir du foyer. 6. Reflector according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the transition zones (10,11) are invisible from the hearth.

7. Réflecteur selon l'une quelconque des revendications 1-à 6, formant un bloc optique après fixation à sa périphérie (7,8) d'une glace, caractérisé en ce que ladite glace est adaptée à transformer sélectivement les différents faisceaux. 7. Reflector according to any one of claims 1 to 6, forming an optical unit after fixing at its periphery (7,8) of a lens, characterized in that said lens is adapted to selectively transform the different beams.

8. Réflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est obtenu par contremboutissage d'une matière en feuille. 8. Reflector according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is obtained by counter-stamping of a sheet material.

9. Réflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est obtenu par moulage. 9. Reflector according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is obtained by molding.

10. Réflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les portions de paraboloides additionnels (3, 4) s'inscrivent en creux et en bosses sur la surface interne du paraboloide principal (2). 10. Reflector according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the portions of additional dishes (3, 4) are recessed and in bumps on the internal surface of the main dish (2).