Brevet FR2472717A2 — publié le 19810703

FR 2472717 A2 19810703 FR 7931584 A 19791224 On a décrit au brevet principal des systèmes optiques déviateurs susceptSbles d'être utilises en éclairage automobile, de tels systimes comportant un élênent optique déviateur s'étendant sensiblement perpendiculairement au faisceau du projecteur, et dont la translotion entraîne une déviation des rayons lumineux qui le traversent. On a également décrit au brevet principal des projecteurs incorporant de tels systemes optiques. Le présent certificat d'addition concerne essentiellement la réalisation de projecteurs à faisceau lumineux réglable mettant en oeuvre, en tant qu'unique moyen de réglage, de systèmes optiques déviateurs à déviation commandée du type décrit au brevet principal, ces dispositifs intervenant globalement sur l'ensemble des rayons lumineux du projecteur. Le présent certificat d'addition a également pour objet des systèmes déviateurs adaptés à la fonction de réglage recherchée à l'aide de moyens élémentaires semblables ou équivalents à ceux du brevet principal. Dans la technique antérieure de l'éclairage automobile, divers dispositifs de réglage ont été proposés pour modifier, soit manuellement, soit automatiquement, l'orientation du faisceau lumineux d'un projecteur en fonction à la fois de la position relative de la partie suspendue du véhicule (qui supporte les projecteurs) par rapport aux roues, et, d'autre part, de l'évolution du vehicule sur la route. Le réglage le plus fréquemnent utilisé, parce que c'est le plus nécessaire, est le réglage en hauteur du faisceau d'éclairage de croisement: ce réglage peut se faire soit manuellement, soit autocati- quement en prenant par exemple pour grandeur d'asservissement la position relative de la partie suspendue du vehicule par rapport à sa partie non suspendue. On peut citer également le réglage en direction latérale (vers la droite ou vers la gauche) qui intervient en particulier dans les virages, de telle sorte que le faisceau du projecteur accompagne le faisceau lumineux dans le virage. D'autre part, on a proposé divers réglages anti-eblouissants permettant un abaissement du faisceau IM3r.ineus d'un projecteur lors d'un croisement, sous l'effet d'une oommande manuelle ou à la suite d'une détection autcFatXque des: projecteurs d'un véhicule adverse. Bien d'autres réglages faisant intervenir un changement d'orientation du faisceau lumineux pourraient etre cités. Dans tous les cas, le mode de réglage généralement employé sur les véhicules automobiles fait intervenir un déplacement du projecteur, ou tout au moins du bloc optique constitué par la source lumineuse, le réflecteur coopérant avec cette source lumineuse, et éventuellement la glace de fermeture du réflecteur. Le déplacement du projecteur ou du bloc optique est généralement un pivotement autour d'un axe; cet axe est sensiblement horizontal dans le cas d'un réglage en hauteur, et sensiblement vertical dans le cas d'un réglage en direction. Le déplacement du projecteur ou du bloc optique est assuré par divers moyens mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électriques, électromécaniques, etc... Les systemes de réglage de projecteurs du type précité utilisés jusqu'à présent présentent cependant des inconvénients inhérents à leur conception irieme: - le réglage se fait par déplacement de la masse relativement importante du projecteur ou du bloc optique, ce qui entraîne nécessairement la mise en oeuvre de moyens de montage et d'actionnement lourds et coûteux; - de la même façon, dans le cas de projecteurs ou de blocs optiques encastrés dans la carrosserie d'un véhicule, la nécessité d'un déplacement de ces éléments exige une place relativement importante qui n'est pas toujours facilement disponible; - de tels systèmes exigent un montage rigoureux du projecteur ou du bloc optique mobile par rapport au véhicule, avec des jeux de montage faibles;; - l'esthétique automobile ne s'accommcde que difficilement de projecteurs dont la glose eat déplaçable et donne ainsi nécessirnent, pour certaines des positions du projecteur, l'apparence d'une discontinudité entre le projecteur et la carrosserie. ta présente invention propose une nouvelle structure de projecteur réglable, ochappt, par sa constitution même, aux inconvénients ci-dessus. Le projecteur selon l'invention comporte essentiellement les éléments suivants: a) un élément réflecteur destiné à être monté en position fixe par rapport à la carrosserie du véhicule, en ce sens que le réflecteur ne subit pas un déplacement de réglage. b) au moins une source lumineuse fixe par rapport au boîtierréflecteur et coopérant avec lui de façon invariable pour l'émission d'un faisceau de rayons lumineux réfléchis, c) un système optique de réglage comportant au moins un élément déviateur mobile s'étendant transversalement au faisceau du projecteur, interceptant la totalité de ce faisceau, et dont le déplacement transversal entraine une déviation globale du faisceau, d) des moyens moteurs pour assurer le déplacement de réglage dudit élément déviateur, e) une glace transparente de fermeture, solidaire du réflecteur ou de la carrosserie. Le système optique de réglage visé au point c) est du type décrit au brevet principal. Plais, comme on le verra plus complétement par la suite, certains réglages particuliers, notamment le réglage en hauteur d'un faisceau de croisement, amènent à préférer des systèmes optiques adaptés. Un système optique de réglage particulier remarquablement avantageux est un ensemble déviateur constitué par deux lentilles de Fresnel, accolées l'une à l'autre, l'une étant convergente, l'autre divergente, et disposées sensiblement perpendiculairement au faisceau lumineux, l'ensemble des deux lentilles étant de convergence nulle. Le déplacement d'une lentille de Fresuel parallelement a l'autre dans n'importe quelle direction permet d'obtenir des déviations des rayons lumineux dans n'importe quelle direction de réglage correspondante dans le même sens ou en sens inverse. En variante, et campe on le verra plus ccmpléteaeat par la suite, on peut utiliser une seule lentille de Fresnel a titre de sys thème optique de réglage, cette unique lentille de Fresnel coopérant, si elle est convergente, avec un réflecteur hyne:rbolique et, si elle est divergente, avec un réflecteur elliptique. Dans une autre variante, on peut utiliser une seule lentille de Schmidt en coopération avec un réflecteur sphérique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî- tront au cours de la description qui va suivre en se référant aux dessins annexés, les trajets optiques représentés sur les dessins faisant partie intégrante de la description et de l'invention. Sur les dessins annexés: - la figure 1 représente en coupe schématique axiale verticale un projecteur incorporant un système optique de réglage selon la présente invention, - la figure 2 montre schématiquement la constitution et l'organisation d'un système de réglage à stries, carme au brevet principal, - la figure 3 montre schématiquement la constitution et l'organisation d'un système déviateur équivalent faisant intervenir des lentilles de Fresnel, - les figures 4 et 4a illustrent en coupe axiale schématique un système de réglage équivalent faisant intervenir une seule lentille de Fresnel diverqente en coopération avec un miroir elliptique, - la figure 5 illustre en coupe axiale schématique un autre système équivalent faisant intervenir une lentille de Fresnel convergente en coopération avec un réflecteur hyperbolique, - les figures 6 à 10 illustrent schématiquement différents moyens moteurs susceptibles d'être utilisés pour déplacer un élément déviateur perpendiculairement au faisceau lumineux qui l'intercepte. On voit sur la figure 1 la structure de base du projecteur selon l'invention. Elle comporte un réflecteur, 10, une source lumineuse, 20, une glace de fermeture, 30 et un système optique de réglage, 50. Le réflecteur -10, formant de préférence boîtier, peut être rea- lisé en toute matière, a la seule condition que sa surface interne 11 soit une surface optique réfléchissante; il peut par exemple être réalisé en tôle métallique emhoutie, en magnésium, en aluminium, en une matière plastique moulée, etc... fl est destiné à être rigidement fixé à l'aide d' élément de fixation schématisé en 12 sur la carrosserie du véhicule automobile. Le plus souvent, mais, came on le verra par la suite, non nécessairement, la surface optique 11 du boîtier-réflecteur 10 est une surface parabolique, de préférence de révolution autour d'un axe AA. La source lumineuse 20 est une lampe traditionnelle, son filament 21 coïncidant avec un point constituant un foyer pour la surface 11, ou étant voisine de ce point. En tout cas, la surface optique 11, recevant des rayons lumineux issus de la source 20 les renvoie selon un faisceau de rayons d'axe AA, ce faisceau pouvant être légèrement convergent ou légèrement divergent L'avant du boîtier-réflecteur 10' est fermé par une glace transparente 30. Cette glace peut être soit fixée sur l'ouverture 13 du bol- tier-réflecteur 10. Elle peut également être fixée directement sur la carrosserie du véhicule automobile.Cette glace 30 peut être neutre du point de vue optique; elle peut également comporter des stries de répartition du faisceau lumineux, notamment des stries de dispersion latérales pour étaler le faisceau lumineux sortant du projecteur. L'élément essentiel de la structure réside dans la présence du système optique de correction, 50 disposé à l'intérieur du volume délimité par le réflecteur 10 et la glace 30, transversalement à l'axe AA pour interCepter la quasi totalité du faisceau utile renvoyé par la surface optique 11. Le système déviateur 50 est généralement du type dec n t au brevet principal. Dans l'exemple représenté à la figure 1 il comporte, exactement comne au brevet principal, deux éléments, 100, 200, s'étendant parallèlement l'un à l'autre, perpendiculairement à l'axe AA, et interceptant tous les rayons lumineux utiles du projecteur. L'élément 200 est fixe par rapport au boStier-réflecteur 10; ltElement 100 est dépla Fable selon une direction D, sous l'effet de noyens moteurs, carme au brevet principal auquel on est prié de se reporter. Le déplacement de ltélément déviateur 100 produit la déviation de réglage du faisceau lumineux. Dans la plupart des cas, une course de déplacement de quelques millimètres suffira au réglage. Dans le cas od le projecteur est un projecteur de croisement et où l'on veut que le système optique 50 soit utilisé pour le réglage en hauteur de ce faisceau, on ménage sur les deux éléments 100, 200 des stries homologues comme décrits au brevet principal, mais disposé horizontalement. Un tel système de stries est représenté schématiquement à la figure 2 qui est une coupe axiale verticale. Sur la figure 2, l'élément 100 porte des stries convergentes c), et l'élément 200 des stries divergentes d). Avec une telle structure on peut obtenir des déviations de 60 pour des déplacements de quelques millimètres. Cependant des déplacements de l'ordre du millimètre conduisent à une précision de réalisation sur le profil des stries trop importante. I1 semble alors préférable d'utiliser des déplacements de l'ordre de IOmn. Pour cet ordre de grandeur on est conduit à utiliser des stries très plates, ce qui permet d'envisager raisonnablement l'utilisation de lentilles de Fresnel. Dans un autre mode de réalisation, représenté schématiquement à la figure 3, les éléments 100, 200 sont ainsi constitués par des lentilles de Fresnel homologues l'une convergente et l'autre divergente. Dans l'exe:- ple choisi, représenté à la figure 3, l'élément 100 est une lentille de Fresnel convergente, et l'élément 200 une lentille de Fresnel divergente Avec un réflecteur de surface réfléchissante parabolique de révolution, et d'ouverture circulaire de 180 mon de diamètre on est amené à choisir une focale de 190 ruz pour les lentilles de Fresnel que l'on place au niveau de ladite ouverture circulaire: on obtient alors une déviation angulaire du faisceau de 60 pour un déplacement transversal d'une lentille par rapport à l'autre de 20 mn environ. De préférence, les lentilles de Fresnel sont des lentilles très plates, réalisées en matière plastique, avec de très nombreux échelons. Un inconvénient des système optiques de réglage du type précité réside dans le fait qu'ils mettent niCeSSaxXemePt en oeuvre deux éléments déviateurs, plus partim lierement deux lentilles de Fresnel interceptant le faisceau réflei par un réflecteur parabolique. Sans sortir du cadre de l'inventinn, on peut utiliser des moyens équivalents faisant interVenir une seule lentille de Fresnel. En effet, sur le plan optique, l'ensemble constitué par un réflecteur parabolique sur l'ouverture duquel est monté une lentille de Fresnel se trouve équivalent à un réflecteur elliptique si la len tille de Fresnel est convergente, et à un réflecteur hyperbolique si la lentille de Fresnel est divergente. De là deux variantes de réalisation mettant en oeuvre de telles équivalences optiques. Dans la variante de réalisation des figures 4 et 4a, le réflecteur 10 a une surface réfléchissante 11 elliptique de foyers F et F'. Le filament 21 de la source lumineuse est situé au voisinage du foyer F le plus proche du fond du réflecteur 10, de telle sorte que le réflecteur 10 renvoie un faisceau convergent vers F'. L'élément déviateur mobile perpendiculaire à l'axe du faisceau est alors une lentille de Fresnel 100a interceptant le faisceau entre les deux foyers F et F'. Dans sa position moyenne, où son axe coincide avec l'axe AA du réflecteur, la lentille de Fresnel 100a vient sensiblement compenser la convergence du faisceau, pour que les rayons sortant finalement du système soient sensiblement parallèles c SA (figure 4), la lentille 100a étant divergente. Lorsqu'on fait subir à la lentille de Fresnel 100a un déplacer ment de réglage D (figure 4a), les rayons lumineux se trouvent déviés en sens inverse d'une déviation angulaire correspondante d. La figure 5 représente schématiquement une seconde variante dans laquelle le réflecteur 10 a une surface réfléchissante hyperbolique d'axe AA de foyer réel F1 et de foyer virtuel F2. Le filament de croisement 21 est placé légèrement en avant de F1. Un réflecteur hyperbolique 10 (équivalent à un réflecteur parabolique fermé par une lentille divergente) vient, conformément à l'invention, coopérer avec une lentille de Fresnel convergente îOOb qui constitue l'élément déviateur dépla ble. La figure 5 représente la position neutre dans laquelle l'axe de la lentille 100b coïncide avec l'axe AA. Comme précédemment, un déplacement de la lentille se traduit par une déviation de réglage.Il faut remarquer que cette dernière solution est particulièrement avantageuse, puisqu'elle nécessite la mise en oeuvre d'une lentille peu cambrée ce qui diminue les aberrations, la concentration de lumière, et donc les échauffements, se trouvant diminués au voisinage de la lentille. Dans une autre variante (non représentée), on utilise un réflecteur sphérique coopérant avec une lentille de Schmidt comme élément déviateur. Canne on l'a indiqué precedemment, les système optiques de réglage 50 (t deux déviateurs 100, 200, pour un réflecteur parabolique, ou à un seul déviateur 100a, 100b, pour un réflecteur elliptique ou hyperbolique) servent essentiellement à donner aux rayons lumineux un déplacement de réglage. Dans ce cas, on peut disposer sur la glace de fermeture 30 des stries de dispersion (notamment des stries de dispersion en largeur). Mais il doit être entendu que de telles stries de dispersion peuvent également être incorporées aux éléments déviateurs du système optique de réglage. Il faut d'ailleurs observer que la glace de fermeture peut en elle-Tême constituer un élément fixe d'un système déviateur de réglage; par exemple la glace de fermeture peut être une lentille de Fresnel montée sur la carrosserie. Les moyens moteurs pour actionner le déviateur de réglage peuvent être de type très divers. On a représenté schématiquement certains modes de réalisation sur les figures 6 et suivantes. Pour toutes ces figures les éléments ont été désignés par les mêmes références. I1 s'agit dans tous les cas de déplacer un élément déviateur 100 représenté comme rectangulaire contre l'action de ressorts de rappel R, de préférence dans des glissières G. Dans le mode de réalisation de la figure 6 un moteur ou actionneur rotatif M fait tourner une came excentrez C vissant sur le boxd inférieur du déviateur 1CQ. Dans le cas de la figure 7, un piston P fait osciller un arbre a muni de galets excentrés ge qui coopèrent avec des plots p solidaires de l'élément 100. Dans le cas de la figure 8, un moteur rotatif M entraîne en rotation un engrenage e qui coopère avec une crémaillère Cr. ménagée sur la tranche des bords verticaux de l'élément déviateur 100. Dans le cas de la figure 9, un électro-aimant E attaque directement par son noyau plongeur la tranche horizontale du bord inférieur de l'élément déviateur 100. Dans le cas de la figure 10, un système articulé déformable S, commandé par un piston P, règle le déplacement de l'élément 100. Ces différents modes de réalisation, schématiquement représentés, n'ont été donnés que carme des exemples des très nombreux moyens utilisables a titre de moyens moteurs qui peuvent être de toute nature et mettre en oeuvre tous les types d'énergie motrice. I1 est en tout cas essentiel de remarquer que le présent certificat d'addition fournit un type de projecteur réglable très supe- rieur à ceux de la technique antérieure: ces projecteurs se présentent comme des ensembles essentiellement fixes, munis d'une glace de fermeture dont la position est invariable par rapport à la carrosserie. Le seul élément à déplacer pour le réglage est un élément déviateur très léger, et la course de déplacement est une faible translation. De là des économies substantielles dans le matériel et l'énergie à mettre en oeuvre. L'expérience a confié que les lentilles de Fresnel permet- talent de régler en hauteur un faisceau de croisement sans distorsion significative du faisceau sur toute la plage de réglage habituelle. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toutes variantes conforme à son esprit. 1) Un projecteur à faisceau réglable pour vehicule autqmcbile, caractérisé en ce qu'il Comporte, en oombinaison: a) un élément réfleceur destiné à être monté de manière fixe sur la carrosserie du véhicule, b) au moins une source lumineuse en relation de coopération invariable avec le réflecteur pour l'émission d'un faisceau de rayons lumineux réfléchis, c) un système optique de réglage comportant au moins un élément déviateur mobile s'étendant transversalement au faisceau du projecteur, et interceptant la totalité de ce faisceau, d) des moyens moteurs pour déplacer ledit élément déviateur dans au moins une direction transversale au faisceau, ce déplacement provoquant une déviation de réglage de l'ensemble des rayons lumineux dudit faisceau. 2) Un projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que son réflecteur a une surface réfléchissante parabolique, et en ce que le système optique de réglage comporte deux plaques déviatrices accolées munies de stries homologues respectivement convergentes et divergentes, l'une de ces plaques étant fixe par rapport à l'élément réflecteur, 1 'autre étant déplaçable perpendiculairement a la direction générale des stries. 3) Un projecteur pour véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que son réflecteur a une surface réfléchissante parabolique, et en ce que son système optique de réglage comporte deux lentilles de Fresnel homologues accolées, l'une étant convergente, l'autre étant divergente, l'une de ces lentilles étant fixe par rapport à l'élément réflecteur, et 1 'autre étant déplaçable dans la direction de réglage. 4) Un projecteur pour véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que son réflecteur a une surface réfléchissante elliptique, et en ce que le système optique de réglage comporte une seule lentille de Fresnel, divergente, déplaçable transversalement au faisceau dans la direction de réglage. 5) Un projecteur pour véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé entre que son réflecteur a une surface réfléchissante hyperbolique, et en ce que son système optique de réglage comporte une seule lentille de Fresnel,convergente, déplaçable transversalement au faisceau de rayonslumineux réfléchis, dans la direction de réglage. 6) Un projecteur de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que son réflecteur a une surface réfléchissante sphé riaue et en ce que son système optique de réglage comporte une seule lentille de Schrnidt déplaçable transversalement au faisceau de rayons lumineux réfléchis. 7) Un projecteur de véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une glace destinée à être montée de façon fixe par rapport à la carrosserie du véhicule automobile, le système optique de réglage étant disposé entre l'élément réflecteur et cette glace. 8) Un projecteur de véhicule automobile selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément réflecteur, et ladite glace forment un boîtier fermé solidaire de la carrosserie. 9) Un projecteur de véhicule automobile selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que ladite glace est zNnie de stries assurant la dispersion du faisceau lumineux. 10) Un projecteur de véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que son système optique de réglage comporte des stries assurant la dispersion des rayons lumineux.