FR2793542A1 - Projecteur du genre elliptique a deux fonctions d'eclairage pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
Un projecteur du genre elliptique comprend une source (10) formant avec un miroir (20) une tache lumineuse, une lentille (30) projetant la tache lumineuse vers la route, et un cache déplaçable (40) apte, en position active, à occulter une partie de la tache lumineuse pour que la lentille projette un faisceau à coupure nette, tandis qu'en position inactive du cache, la lentille projette essentiellement l'ensemble de ladite tache lumineuse pour former un faisceau sans cette coupure nette.Selon l'invention, le miroir (20) comporte une première zone engendrant une première partie de la tache lumineuse peu occultée par ledit cache (40) en position active, et une seconde zone engendrant une deuxième partie de la tache lumineuse davantage occultée par ledit cache en position active, et les deux parties de la tache présentent dans un sens transversal à la direction de projection (y-y) des répartitions différentes de la lumière.Application à l'optimisation des faisceaux de croisement et de route pour un véhicule automobile.
Description
La présente invention concerne d'une façon générale les projecteurs du genre elliptique pour véhicules automobiles. On entend par projecteur du genre elliptique un projecteur comprenant une source lumineuse coopérant avec un miroir qui est apte à réfléchir les rayons vers une zone de concentration de lumière située en avant de la source (par exemple la région du deuxième foyer d'un ellipsoïde de révolution dans un cas basique). La tache lumineuse formée dans cette zone de concentration de lumière est projetée sur la route, en général par une lentille plan-convexe.
On sait déjà réaliser un projecteur croisement/route du genre elliptique, qui comporte dans la région de la tache lumineuse à projeter un cache ou écran escamotable, dont un bord supérieur définit une coupure nette supérieure d'un faisceau de croisement lorsque le cache est en place pour occulter une partie de la lumière, tandis qu'en position escamotée du cache, toute la tache lumineuse est projetée par la lentille, pour former un faisceau de route.
Une difficulté de ce type de projecteur connu réside en ce que tache lumineuse, qui doit convenir pour les deux types de faisceaux, doit être réalisée par compromis entre d'une part la nécessité de donner au faisceau de croisement une largeur importante et une tache de concentration modérée dans l'axe de la route, et d'autre part la nécessité de donner au faisceau de route une concentration sensiblement plus importante dans l'axe de la route, sachant de plus que le faisceau de croisement doit typiquement être rabattu d'environ 1% vers le bas, ce qui déporte la lumière de façon préjudiciable à l'obtention, dans le faisceau de route, d'une quantité de lumière importante juste au-dessus de l'axe. Ainsi le miroir d'un projecteur de ce type est conçu en fonction de ce compromis, et la recherche de l'optimisation de l'un des deux faisceaux aboutit nécessairement à une dégradation des qualités de l'autre.
On connaît par ailleurs, notamment par le document FR-A-2 704 044 au nom de la Demanderesse, un projecteur du genre elliptique qui permet, grâce à une conception particulière du miroir, d'obtenir différentes configurations de la tache lumineuse dans la zone de concentration. Mais ce document ne résout nullement le problème précité, à savoir que si l'on optimise la configuration d'une tache pour l'un des faisceaux, l'autre faisceau sera de médiocre qualité.
La présente invention a pour premier objet de remédier à ces inconvénients.
Elle propose à cet effet un projecteur bi-fonction du genre elliptique pour véhicule automobile, comprenant une source lumineuse coopérant avec un miroir pour former dans une zone de concentration une tache lumineuse, une lentille apte à projeter la tache lumineuse vers la route, et un cache déplaçable apte, en position active, à occulter une partie de la tache lumineuse pour que la lentille projette un faisceau à coupure nette, tandis qu'en position inactive du cache, la lentille projette essentiellement l'ensemble de ladite tache lumineuse pour former un faisceau sans cette coupure nette, caractérisé en ce que le miroir comporte deux zones, dont une première zone est apte à engendrer une première partie de la tache lumineuse qui est essentiellement non occultée par ledit cache en position active, et dont une seconde zone est apte à engendrer une deuxième partie de la tache lumineuse qui est essentiellement occultée par ledit cache en position active, et en ce que les deux parties de la tache présentent dans un sens transversal à la direction de projection des répartitions différentes de la lumière.
Des aspects préférés, mais non limitatifs, du projecteur selon l'invention sont les suivants - les deux zones du miroir sont situées l'une au- dessus de l'autre.
- les deux zones du miroir sont séparées par un plan généralement horizontal.
- le plan généralement horizontal se trouve essentiellement à la hauteur de la source lumineuse.
- les deux zones du miroir sont séparées par deux demi-plans inclinés situés de part et d'autre d'un plan vertical axial.
- les deux parties de la tache présentent des répartitions différentes de la lumière en direction latérale.
- les deux parties de la tache présentent des répartitions différentes de la lumière en direction verticale.
- la partie de tache lumineuse créée par la première zone du miroir présente une largeur supérieure à la partie de tache lumineuse créée par la seconde zone.
- la partie de tache lumineuse créée par la première zone du miroir engendre une concentration dans l'axe de la route inférieure à la partie de tache lumineuse créée par la seconde zone. - la partie de tache lumineuse créée par la première zone du miroir présente une épaisseur supérieure à celle de la partie de tache lumineuse créée par la seconde zone.
- la partie de tache lumineuse créée par la seconde zone du miroir engendre une partie de faisceau étalée en largeur située au-dessus d'une limite inférieure essentiellement horizontale et une partie de faisceau concentrée située à cheval sur ladite limite inférieure.
- le faisceau à coupure nette est un faisceau de croisement, et le faisceau sans coupure nette est un faisceau de route.
D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en coupe horizontale axiale d'un projecteur croisement/route selon l'invention, la figure 2 est une vue de face du miroir du projecteur de la figure 1, en l'absence d'un cache de formation de faisceau coupé, la figure 3 est une vue semblable à la figure 2, avec la présence dudit cache, la figure 4a est une vue en coupe horizontale axiale du miroir au niveau du bord inférieur de sa zone supérieure, et illustre son comportement optique, la figure 4b est une vue en coupe horizontale axiale du miroir au niveau du bord supérieur de sa zone inférieure, et illustre son comportement optique, les figures 5a et 5b illustrent, par des ensembles de courbes isolux sur un écran de projection, la configuration des parties de tache lumineuse produites respectivement par les zones supérieure et inférieure du miroir, après projection par la lentille, avec le cache de formation de faisceau coupé interposé sur le faisceau, la figure 5c illustre l'allure du faisceau globalement obtenu avec ce cache, les figures 6a et 6b illustrent, par des ensembles de courbes isolux sur un écran de projection, la configuration des parties de tache lumineuse produites respectivement par les zones supérieure et inférieure du miroir, après projection par la lentille, en l'absence du cache précité, et la figure 6c illustre l'allure du faisceau globalement obtenu sans le cache.
En référence tout d'abord à la figure 1, un projecteur selon l'invention comprend une source lumineuse 10, constituée par exemple par le filament d'une lampe à incandescence ou par l'arc d'une lampe à décharge gazeuse, qui est montée dans un miroir 20. I1 s'agit en l'espèce d'une lampe à décharge, mais il peut s'agir par exemple d'une lampe incandescence normalisée de type "H7" ou analogue.
Une lentille plan-convexe 30 est prévue en avant du miroir pour projeter vers la route une tache de concentration formée par le miroir 20 dans une zone de concentration de lumière ZC située entre le miroir et la lentille. Par ailleurs, un cache déplaçable 40 est prévu pour pouvoir occuper une position active (illustrée en pleins), généralement verticale, dans laquelle il occulte une partie bien déterminée de la tache lumineuse de telle sorte que la lentille projette sur la route un faisceau délimité par une coupure nette supérieure définie par le bord supérieur 41 du cache. Le cache peut aussi occuper une position inactive, où la tache lumineuse formée par le miroir est laissée intacte.
Les moyens de déplacement du cache peuvent être de tout type connu; on peut prévoir en particulier un cache basculant actionné par un électro-aimant commandé depuis le tableau de bord du véhicule.
Le projecteur peut comprendre également, de façon entièrement classique en soi et non illustrée, une glace frontale de fermeture, un boîtier, des pièces de structure, etc.
En référence maintenant à la figure 2, le miroir 20 est subdivisé en deux zones, à savoir une zone supérieure 20a et une zone inférieure 20b, ces deux zones étant séparées par un plan de délimitation P qui en l'espèce est essentiellement horizontal et se situe à la hauteur de la source 10 et d'un axe longitudinal y-y du projecteur. On pourrait en variante prévoir une délimitation ayant une autre géométrie, et formée par exemple par deux demi-plans situées dans les moitiés gauche et droite du miroir et pouvant être inclinés par rapport à l'horizontale.
Ces deux zones 20a et 20b sont conçues pour engendrer deux parties respectives de la tache lumineuse formée dans la zone ZC, telles que l'une des parties de tache présente une configuration différente de l'autre en termes d'étalement en largeur et/ou d'intensité maximale dans la région de l'axe y-y et/ou d'épaisseur verticale.
La partie de tache formée par la zone de miroir 20a est destinée à s'étendre majoritairement au-dessus du plan horizontal axial xy (c'est-à-dire au-dessous de ce plan après projection par la lentille), de manière à être sensiblement non occultée par le cache 40 en position active, tandis que la partie de tache formée par la zone de miroir 20b est destinée â s'étendre majoritairement au-dessous du plan horizontal axial xy (c'est-à-dire au- dessus de ce plan après projection par la lentille), de manière à être substantiellement occultée par le cache 40 en position active.
On comprend qu'avec une telle combinaison de zones de miroir et de parties de taches associées, on va pouvoir donner au faisceau de croisement, constitué majoritairement par la partie de tache engendrée par la zone 20a du miroir, une configuration lumineuse optimisée, tandis que la partie de tache lumineuse engendrée par la zone 20b du miroir va être configurée spécifiquement pour qu'en coopération avec l'autre partie de tache, elle permette d'obtenir une configuration de faisceau de route satisfaisante.
Dans le présent exemple, les zones 20a et 20b du miroir sont conçues selon les enseignements du document FR-A-2 704 044 au nom de la Demanderesse, auquel on se reportera pour tous les détails nécessaires.
La conception de la zone supérieure 20a du miroir est illustrée en détail sur la figure 4a. La section de cette zone 20a dans le plan xy (ou au très proche voisinage de ce plan) est indiquée en 201a. La ligne de focalisation verticale de la lumière est désignée par LFa, tandis que l'on a illustré, pour différentes inclinaisons On des rayons lumineux REn émis par la source 10, la cote à laquelle les plans verticaux contenant les rayons réfléchis RRn coupent la ligne de focalisation LFa. On a également illustré sur cette figure un plan vertical transversal PT contenant le foyer FL de la lentille 40.
On rappellera simplement ici qu'en jouant sur la forme de la ligne de focalisation verticale LFa et sur la loi d'évolution de la cote le long de LFa (indiquée ici en coordonnées curvilignes, où l'origine 0 correspond à une réflexion par la section du miroir contenue dans le plan yOz) en fonction de la valeur de 0 (mesurée ici par rapport à l'axe y-y), on peut engendrer une tache de concentration en ajustant à volonté d'une part la répartition latérale de la lumière et l'intensité de la concentration dans l'axe de la route, et d'autre part l'épaisseur du faisceau en fonction de l'éloignement latéral par rapport à l'axe y-y. On joue également sur la hauteur moyenne du faisceau en jouant sur un décalage de la ligne LFa verticalement par rapport au plan horizontal axial xy.
Dans l'exemple illustré sur la figure 4a, les jeux de rayons RRn réfléchis par une certaine tranche verticale du miroir contenue dans un plan vertical d'angle 0 par rapport au plan vertical axial yz convergent verticalement en des points de la ligne LFa qui sont répartis de façon relativement équilibrée sur cette ligne, de telle sorte que la partie de tache lumineuse formée par cette zone 20a du miroir présente un étalement substantiel en largeur, avec dans sa région centrale une concentration modérée. Par ailleurs, on comprend que le fait que la courbe LFa s'écarte rapidement de la surface focale de la lentille 40 aboutit à épaissir la tache lumineuse dans le plan PT, et donc la partie de faisceau effectivement projetée. L'allure de cette partie de faisceau est illustrée sur la figure 6a, sur laquelle on peut observer les caractéristiques énoncées ci-dessus.
La figure 9b illustre quant à elle la conception de la zone inférieure 20b du miroir. On observe que la ligne de focalisation verticale LFb associée à cette zone est en moyenne sensiblement moins éloignée du plan PT que la ligne LFa, ce qui permet d'obtenir une partie de tache lumineuse dont l'épaisseur est en moyenne sensiblement inférieure. En outre, on observe que tous les rayons émis REn jusqu'à des valeurs de 0 d'environ 100 donnent lieu à des rayons réfléchis qui sont relativement concentrés au voisinage du foyer FL de la lentille, si bien que la partie de tache lumineuse engendrée présente une forte concentration dans l'axe de la route. On comprend que ceci est obtenu en choisissant pour la région correspondante de la zone 20b une forme elliptique ou très proche d'une ellipse. Les rayons émis REn d'angles 0 supérieurs à environ 100 donnent lieu quant à eux à des rayons réfléchis RRn qui s'éloignent progressivement de l'axe y-y, pour contribuer à donner de la largeur à cette tache lumineuse.
L'allure de la partie de tache lumineuse engendrée par la zone 20b du miroir est illustrée sur la figure 6b, et l'on observe qu'elle s'étend - après projection - majoritairement au-dessus du plan horizontal passant par l'axe optique, et qu'en même temps la tache de concentration centrale chevauche ce plan horizontal, et se situant toutefois majoritairement au-dessus de ce plan. On observera ici que, compte-tenu des différences expliquées ci-dessus entre les zones 20a et 20b en termes de répartition horizontale de la lumière, ces zones possèdent des sections horizontales - et incidemment des largeurs - différentes au voisinage du plan horizontal axial xy, et il en résulte que le miroir présente une discontinuité au niveau de ce plan. On a ainsi illustré sur la figure 1 les sections respectives des deux zones. Toutefois, le décrochement entre les deux surfaces n'est pas susceptible d'engendrer des défauts optiques préjudiciables.
Comme on l'a indiqué, le projecteur comprend un cache basculant 40 qui est apte à sélectivement occuper une position active et une position inactive, ou escamotée. La figure 3 illustre la position du cache 40 en position active, son bord supérieur 41 étant défini par trois segments de droite dont celui du milieu présente une inclinaison donnée, par exemple de 15 , par rapport à l'horizontale, et dont les deux segments extrêmes sont horizontaux et situés à des hauteurs décalées. Ceci permet de délimiter la tache lumineuse, et donc le faisceau projeté, par une coupure nette adaptée à la formation d'un faisceau de croisement conforme aux normes européennes.
Les figures 5a et 5b illustrent la configuration des parties de faisceau engendrées respectivement par les zones supérieure et inférieure 20a et 20b du miroir avec le cache 40 occupant la position active illustrée sur la figure 3.
La figure 5c illustre quant à elle la configuration du faisceau de croisement globalement obtenu. On observe que, grâce à la configuration illustrée sur la figure 5a, la base du faisceau de croisement est produite, â savoir: - une largeur importante, par exemple de l'ordre de i50 , - une concentration modérée dans l'axe de la route, typiquement de l'ordre de 10.000 Cd, - une diminution progressive de la quantité de lumière du centre vers les bords latéraux, et enfin - une bonne définition de la coupure.
La configuration lumineuse de la figure 5b vient quant à elle renforcer dans des proportions mesurées la quantité de lumière dans l'axe.
Les figures 6a et 6b illustrent quant à elle la configuration des parties de tache lumineuse créées par les zones 20a et 20b en l'absence du cache 90, et le faisceau globalement résultant est illustré sur la figure 6c. On observe que la partie de tache lumineuse produite par la zone 20b vient créer une tache lumineuse extrêmement concentrée dans l'axe de la route et au- dessus de cet axe. Typiquement, la zone 20b peut engendrer une intensité de l'ordre de 50.000 Cd dans l'axe de la route, si bien qu'en cumul avec la zone 20a, on peut atteindre environ 60.000 Cd dans l'axe.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et représentée sur les dessins, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit.
En particulier, la présente invention peut être mise à profit pour réaliser une paire quelconque de fonctions d'éclairage dont au moins l'une mette en #uvre un cache destiné à occulter une partie de la lumière formée dans la zone de concentration ZC.
Claims (3)
1. Projecteur bi-fonction du genre elliptique pour véhicule automobile, comprenant une source lumineuse (10) coopérant avec un miroir (20) pour former dans une zone de concentration (ZC) une tache lumineuse, une lentille (30) apte à projeter la tache lumineuse vers la route, et un cache déplaçable (40) apte, en position active, à occulter une partie de la tache lumineuse pour que la lentille projette un faisceau à coupure nette, tandis qu'en position inactive du cache, la lentille projette essentiellement l'ensemble de ladite tache lumineuse pour former un faisceau sans cette coupure nette, caractérisé en ce que le miroir (20) comporte deux zones (20a, 20b), dont une première zone (20a) est apte à engendrer une première partie de la tache lumineuse qui est essentiellement non occultée par ledit cache (40) en position active, et dont une seconde zone (20b) est apte à engendrer une deuxième partie de la tache lumineuse qui est essentiellement occultée par ledit cache en position active, et en ce que les deux parties de la tache présentent dans un sens transversal à la direction de projection (y-y) des répartitions différentes de la lumière.
2. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux zones (20a, 20b) du miroir sont situées l'une au-dessus de l'autre.
3. Projecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux zones (20a, 20b) du miroir sont séparées par un plan généralement horizontal (P). 9. Projecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le plan généralement horizontal (P) se trouve essentiellement à la hauteur de la source lumineuse (10). 5. Projecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux zones (20a, 20b) du miroir sont séparées par deux demi-plans inclinés situés de part et d'autre d'un plan vertical axial. 6. Projecteur selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les deux parties de la tache présentent des répartitions différentes de la lumière en direction latérale. 7. Projecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux parties de la tache présentent des répartitions différentes de la lumière en direction verticale. 8. Projecteur selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la partie de tache lumineuse créée par la première zone (20a) du miroir présente une largeur supérieure à la partie de tache lumineuse créée par la seconde zone (20b). 9. Projecteur selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la partie de tache lumineuse créée par la première zone (20a) du miroir engendre une concentration dans l'axe de la route inférieure à la partie de tache lumineuse créée par la seconde zone (20b). 10. Projecteur selon l'une des revendications 6 8, caractérisé en ce que la partie de tache lumineuse créée par la première zone (20a) du miroir présente une épaisseur supérieure à celle de la partie de tache lumineuse créée par la seconde zone (20b). 11. Projecteur selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la partie de tache lumineuse créée par la seconde zone (20b) du miroir engendre une partie de faisceau étalée en largeur située au-dessus d'une limite inférieure essentiellement horizontale et une partie de faisceau concentrée située à cheval sur ladite limite inférieure. 12. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le faisceau à coupure nette est un faisceau de croisement, et en ce que le faisceau sans coupure nette est un faisceau de route.
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