Brevet FR2472135A1 — publié le 19810626

La présente invention concerne les projecteurs, notamment pour véhicules automobiles. Traditionnellement, ces projecteurs comportent un réflecteur généralement parabolique, présentant une face de sortie fermée par une glace; à proximité immé- diate du foyer du réflecteur est placé le filament d'une lampe qui, lorsqu'il est alimenté en électricité, émet un rayonnement que le réflecteur réfléchit vers la face de sortie et que la glace, présentant à cet effet des caractéristiques optiques appropriées, trans- forme en un faisceau lumineux de forme prédéterminée en accord avec les réglementations. De tels projecteurs présentent l'inconvénient d'un encombrement important en profondeur, c'est-à- dire suivant l'axe du réflecteur, du fait de l'encom- brement de ce dernier; cet inconvénient est d'autant plus sensible que les dimensions maximales du réflec- teur suivant des directions perpendiculaires à son axe, c'est-à-dire les dimensions de la glace en plan., sont importantes. Un autre inconvénient des projecteurs de conception traditionnelle réside en ce qu'il est difficile de les intégrer aux formes d'une carrosserie profilée, et notamment de donner à la face frontale 47t155 de la glace une inclinaison importante:par rapport à la verticale; en effet, ceci aboutit à augmenter encore l'encombrement du projecteur en profondeur, et posé en outre des problèmes optiques. l a présente invention a pour but de rémédier à ces inconvénients, et, à cet effet, elle propose une nouvelle structure de projecteur se prêtant à des modes de réalisation extra plats, et à une bonne intégration du projecteur à une carrosserie même profilée. * Ces buts sont atteints selon l'invention par suppression du réflecteur, remplacé dans son rôle de "formation du faisceau lumineux par.un grand nombre *d'éléments dioptriques judicieusement disposés en une 15.;glace, chacun de ces éléments dioptriques comportant un foyer, et, à ce foyer, une source lumineuse réelle, ou de préférence virtuelle et par exemple constituée par.l'image du filament d'une lampe placéeà distance, -cette image étant transmise par un système de conduit -,,., de lumière. Un choix de distancesfocalesfaibles pour les éléments dioptriques permet, de limiter l'encombrement du projecteur dans le sens de la profondeur à une valeur:inférieure à 50 millimètres. D'autre part, les différents. éléments dioptriques peuvent être placés dans les positions relatives. variées,.adaptées à toute forme extérieure de glace-apte à permettre l'intégration de la glace à la forme d'une carrosserie. Le projecteur selon l'invention, notamment destiné aux véhicules automobiles comportant une glace transparente et au moins une source lumineuse, est caractérisé en ce que la glace est formée d'une pluralité d'éléments dioptriques juxtaposés dont chacun présente un foyer et un axe. , en ce qu'il est prévu une source lumineuse par élément, à proximité immédiate du foyer de celui-ci, et en ce que les axes des différents éléments sont disposés de telle sorte que les faisceaux sortant des différents éléments dioptriques quand les sources sont illuminées forment un faisceau unique de répartition lumineuse prédéterminée, D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-dessous, relative à deux exemples de mise en oeuvre non limi- tatifs, et des dessins annexés qui sont partie inté- grante de cette description. La figure 1 montre une vue d'une glace de projecteur selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, en perspective et depuis la face de cette glace destinée à être tournée vers l'intérieur du véhicule. La figure 2 montre une vue schématique de ce premier mode de mise en oeuvre de l'invention, en coupe par un plan vertical perpendiculaire à l'orientation moyenne de la glace. La figure 3 montre, en une vue analogue à celle de la figure 1, un deuxième mode de réalisation d'un projecteur selon l'invention. La figure 4 montre un détail de ce deuxième mode de réalisation, en une vue analogue à celle de la figure 2. On se référera en premier lieu aux figures 1 et 2, sur lesquelles on a désigné par 1 la glace du projecteur, laquelle présente vers l'extérieur du véhicule une face 2 par exemple lisse et présentant une forme épousant la forme générale de la partie avant du véhicule,;t vem l'intérieur du véhicule une face 3 présentant des reliefs définissant une plura- lité d'éléments dioptriques 4 juxtaposés, par exemple en un réseau à mailles carrées; d'autres modes de juxtapasition des éléments dioptriques pourront naturellement être choisis et les reliefs de la glace 1 qui les définissent pourront être également partiellement ou même totalement aménagés sur la face 2 de cette glace. Les dimensions en plan de chacun des élé- ments dioptriques 4 sont faibles par rapport à celles de la glace 1, et leur nombre est par conséquent important; on a limité ce nombre, sur les figures 1 et 2, pour des raisons de clarté, mais on prévoira par exemple 200 éléments dioptriques de 12 millimètres de côté environ sur une glace de projecteur de 120 millimètres de haut sur 250 millimètres de large, ces chiffres étant naturellement donnés à titre d'exemple non limitatif De préférence, chacun des éléments dioptriques -4, de type convergent, présente une longueur focale de-l'ordre de la plus petite de ses dimensions en plan, c'est-à-dire de l'ordre de 12 millimètres dans le cas de l'exemple non limitatif évoqué plus haut. À la figure 2, on a désigné par 5 l'axe approximativement horizontal d'un élément dioptrique 4, et par y celui de ses foyers qui est situé du côté de la-face 3 de la glace 1; avantageusement, comme il apparaîtra plus loin, les axes respectifs tels que 5 des différents éléments dioptriques juxtaposés tels que 4 présentent une orientation différente, et divergent de la face 3 vers la face 2 de la glace 1 afin que le projecteur émeteun faisceau divergent vers l'extérieur, vers l'avant du véhicule. Au foyer tel que F de chaque élément dioptri- que tel que 4 débouche, face à cet élément et suivant son axe tel que 5, une extrémité transversale telle que 6' d'un conduit de lumière tel que 7 réalisé sous toute forme connue, notamment sous la forme d'un faisceau de fibresoptiquesou sous la forme d'une pièce transparente moulée. L'autre face d'extrémité transversale 8 du conduit de lumière 7 est avantageusement confondue avec celle des autres conduits de lumière, corres- pondant respectivement aux différents éléments diop- triques juxtaposés tels que 4, et se trouve placée en regard d'un filament 9 de lampe, qui, lorsqu'il est alimenté en électricité, injecte dans la face d'extrémité commune 8 des conduits de lumière tels que 7 une lumière qui parcourt ces conduits et en sort par)au'deuxième extrémité transversale telle que 6, au foyer tel que F de chacun des éléments dioptriques, pour sortir de cet élément dioptrique tel que 4, au niveau de la face 2 de la glace 1, sous la forme d'un faisceau lumineux élémentaire orienté suivant l'axe tel que 5 de l'élément dioptrique considéré; des orien- tations respectives différentes des axes tels que 5 des différents éléments dioptriques tels que 4 donnent au faisceau global résultant des faisceaux élémentaires la répartition lumineuse souhaitée. Diverses dispositions peuvent être adoptées pour augmenter le rendement lumineux de l'ensemble. Par exemple, toute disposition connue peut être adoptée pour concentrer sur la face d'extrémité 8 du conduit de lumière le rayonnement issu du fila- ment 9 lorsque celui ci est alimenté; à titre d'exem- ple non limitatif, on a représenté autour de la face d'extrémité 8 et du filament 9 un réflecteur ellipsol- dal 10 dont un plan focal coïncide avec la face 8 et dont les foyers Fl et F2 coïncident respectivement avec lé centre de la face 8 et avec une zone moyenne du filament 9. En outre, chaque conduit de lumière tel que 7 est conformé de telle sorte que le rayonnement lumi- neux qui en sort par sa face d'extrémité 10 couvre au mieux l'élément dioptrique tel que 4 correspondant; à cet effet, on donne à la zone du conduit de lumière 7 la plus proche de sa face d'extrémité 6 et à cette fac-e d'extrémité 6 elle-même une forme et des dimen- sions adaptées au mieux. Si, par exemple, la zone du conduit de lumière tel que 7 la plus proche de sa face d'extré- mité telle que 6 est cylindrique avec un diamètre d n et sifn est la longueur focale de l'élément dioptrique tel que 4, c'est-à-dire la distance en séparant son foyer tel que F suivant son axe tel que 5, le fai- sceau sortant de l'élément dioptrique par la face 2 de la glace 1 aura une divergence de demi angle d'ou- verture arc tangente dn/2fn. La position de la face d'extrémité trans- versale telle que 6 de chaque conduit de lumière tel que 7 par rapport à l'élément dioptrique correspondant tel que 4 est assurée par tout moyen, et par exemple par des moyens directement solidaires de la glace 1, sur la face 3 de celle-ci; on a par exemple repré- senté autour de chacun des éléments dioptriques tels que 4 un élément tubulaire tel que 11 formant saillie, parallèlement à l'axe tel que 5, sur la face 3 de la glace.1; l'élément tel que 11 porte, dans sa zone la plus éloignée de l'élément dioptrique 4, une pince rapportée 12 présentant une ouverture propre à épouser 7 2472135 en la pinçant la périphérie du conduit de lumière 7 à proximité immédiate de la face d'extrémité transversale 6 de celui-ci. La pince 12, centrée avec précision par rapport à l'axe 5, peut porter un cache découpé 23 (fi- gures 1 et2)occultant partiellement la face d'extré- mité transversale telle que 6 du conduit de lumière tel que 7 lorsque le projecteur est du type "feu de croisement",éclairant uniquement vers le bas; ce cache de coupure pourrait également être aménagé différemment, par exemple directement sur la face d'extrémité telle que 6; on notera que d'autres moyens peuvent être utilisés pour réaliser un faisceau de croi- sement, comme par exemple une conformation appropriée donnée au conduit de lumière tel que 7 à proximité immé- diate de sa face d'extrémité transversale 6 et à cette face 6 elle-même, ou encore une répartition ap- propriée des éléments diçptriques 4 sur la glace 1 et une orientation également appropriée de leurs axes optiques respectifs tels que 5; un projecteur groupant le faisceau de croisement et le faisceau de route peut être réalisé en associant à deux zones différentes de la glace 1, c'est-à-dire à des éléments dioptriques tels que 4 différents de celle-ci et judicieusement disposésrespectivement des conduits de lumière tels que 7 associés à un filament tel que 9 alimenté en vue de l'éclairage de croisement comme en vue de l'éclairage de route, et ces conduits de lumière tels que 7 associés à un deuxième filament tel que 9 alimenté exclusivement lorsque l'on désire un éclairage de route. D'autres dispositions pourraient naturellement être adoptées sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. On notera la faible profondeur, en regard de la glace, d'un projecteur réalisé conformément aux figures 1 et 2; en effet, la profondeur totale néces- saire pour le projecteur au niveau de sa glace, mesurée perpendiculairement à celle-ci en chacun de ses points, est de l'ordre de la distance focale fn addi- tionnée du rayon d'enroulement limite d'un con- duit de lumière tel que 7, soit moins de 45 millimètres dans le cas de l'exemple numérique évoqué plus haut; les possibilités des conduits de lumière permettent de reporter la lampe (dont onn'areprésenté que le filament tel que 9) et les moyens concentrant le rayonnement de celle-ci sur la face d'entrée telle que 8 du faisceau de conduitsde lumière tels que 7 dans une zone plus ou moins éloignée de la glace, par exemple sous le capot moteur du véhicule, o l'encombrement de ces éléments n'est pas gênant et o ils sont en outre aisé- ment accessibles, par exemple en vue du changement de la lampe. les figures 3 et 4 illustrent un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, utilisant une glace 13 analogue à la glace 1, présentant une face extérieure 14 et une face intérieure 15 analogues respectivement à la face 2 et à la face 3, et une juxtaposition d'une pluralité d'éléments dioptriques * tels que 16 analogues aux éléments dioptriques tels que 4 de la glace 1; chacun de ces éléments dioptri- ques tels que 16 présente un axe tel que 17 analogue à l'axe 5, les orientations relatives des différents axes tels que 17 pouvant être analogues à celles des différents axes tels que 5; on a désigné par F' le foyer d'un élément dioptrique tel que 16 placé du côté de la face 15 de la glace 13, ce foyer F' correspondant au foyer P; on notera que l'on a illustré aux figures 1 et 2 un cas dans lequel les distances focales des différents éléments dioptriques tels que 4 sont iden- tiques et dans le cas des figures 3 et 4 un exemple de réalisation dans lequel ces distances focales sont -différentes, et par exemple croissantes de haut en bas, mais on pourrait naturellement choisir dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2 des distances focales différentes et, dans le cas des figures 3 et 4, des distances focales variant selon un mode différent ou des distances focales identi- ques. Comme le mode de réalisation des figures 1 et 2, le mode de réalisation des figures 3 et 4 fait appel à des conduits de lumière pour acheminer au foyer tel que F' de chaque élément dioptrique tel que 16, en une source lumineuse virtuelle, le rayonnement d'une source lumineuse réelle telequ'un filament de lampe 18 placé à distance. Toutefois, dans le cas des figures 3 et 4, plusieurs éléments dioptriques disposés par exemple en colonne sont alimentés par un même conduit de lumière tel que 19, lequel présente la forme d'un barreau longeant la colonne d'éléments dioptriques correspondante, au niveau de la face 15 de la glace. En regard de chaque élément dioptrique tel que 16, le barreau 19 présente un décrochement tel que 20 avantageusement traité par exemple par métal- lisation pour présenter des qualités de réflexion améliorées, de telle sorte qu'une partie du rayonne- ment en provenance du filament 18, véhiculé par le barreau 19,se réfléchisse sur ce décrochement 20 en direction de l'élément dioptrique tel que 16 corres- pondant, et semble provenir du foyer tel que F' de cet élément dioptique de façon à sortir de la face 14 de la glace 13 sous forme d'un faisceau lumineux axé sur l'axe tel que 17 de l'élément. Comme le montre la figure 3, les différents éléments dioptriques tels que 16 qui, juxtaposés,défi- nissent la glace 13 sont disposés en colonnesdont cha- cune est alimentée par un conduit de lumière en-forme de barreau tel que 19, les différents barreaux cons- tituant respectivement des zones d'extrémité de con- duitsde lumière présentant par ailleurs une face d'extrémité transversale par exemple commune 21 en -regard du filament 18, des moyens appropriés tels qu'un réflecteur elliptique 22 étant de préférence -prévuspour concentrer sur la face 21 le rayonnement issu du filament 18 lorsque ce dernier est alimenté -en électricité. Naturellement, on pourrait également répartir les éléments dioptriques formant la glace 13 en lignes dont chacune serait illuminée par un barreau, et prévoir comme dans l'exemple des figures 1 et 2 une disposition propre à assurer une coupure du faisceau sortant de la face 14 de la glace 13 lorsqu'on désire obtenir un faisceau de croisement, soit par une concep- tcion appropriée de chacun des éléments dioptri- quesaudela zone correspondante d'un barreau, soit par illumination sélective des barreaux. A titre d'exemple non limitatif, on pourra donner aux éléments dioptriques tels que 16-une forme en plan carréede 30 millimètres de côté, avec une distance focale de 30 millimètres, ce qui amènera pour un barreau une épaisseur d'environ 7,5 millimètres; face à une glace d'une largeur de 250 millimètres, on sera amené à disposer huit barreaux, de la façon illus- trée à la figure 3, et l'assemblage de ces barreaux formera au niveau de leur face d'extrémité commune 21 une surface de 20 millimètres carré facilement couverte par l'image du filament 18 par l'intermédiaire du ré- flecteuir ellipsoïdal 22. Ces chiffres sont naturellement donnés à titre d'exemple non limitatif. On notera que, bien que l'invention ait été plus particulièrement décrite en référence à des pro- jecteurs, notamment pour automobiles, on peut la mettre en oeuvre dans d'autres domaines d'éclairage et de signalisation sans sortir pour autant de son cadre. REVENDICATIONS 1. Projecteur, notamment destiné aux véhicules automobiles et comportant une glace transparente et au moins une source lumineuse, caractérisé en ce que la glace est formée d'une pluralité d'éléments dioptri- ques juxtaposés dont chacun présente un foyer et un axe, en ce qu'il est prévu une source lumineuse par -élément, à proximité immédiate du foyer de celui-ci, et en ce que les axes des différents éléments dioptri- -ques sont disposés de telle sorte que les faisceaux -lumineux élémentaires sortant de ces derniers lorsque les sources sont illuminées forment un faisceau unique de répartition lumineuse prédéterminée 2. Projecteur selon la revendication 1, -caractérisé en-ce que la longueur focale d'un élément -dioptrique est voisine de la plus petite de ses dimensions en plan. 3. Projectdur selon l'une quelconque des- :revendications précédentes, caractérisé en ce que la - _-source lumineuse est placée au foyer de-l'élément -dioptrique correspondant. * 4. Projecteur selon l'une quelconque des - revendications précédentes, caractérisé en ce que les- éléments dioptriques présentent des axes divergeant vers l'extérieur du projecteur. 5. Projecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de coupure des faisceaux élé- mentaires pour former, lorsque les sources sont illuminées, un faisceau unique de croisement. 6. Projecteur selon l'une quelconque -des revendications précédentes, caractérisé en ce que la glace présente une face extérieure épousant la forme de la carrosserie du véhicule, et en ce que les éléments dioptriques sont définis par des reliefs sur la face intérieure de la glace. 7. Projecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites sources sont virtuelles et en ce que chacune est définie par une extrémité d'un conduit de lumière présentant une autre extrémité en regard d'une source réelle de lumière. 8. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que plusieurs éléments dioptriques sont disposés en ligne, en ce que lesdites sources lumière sont virtuelles et définies par des zones réfléchissantes d'un barreau transparent placé en regard de ladite ligne, du côté de la face de la glace tournée vers l'intérieur du véhicule,etence qoledit barreauet une zone d'extrémité d'un conduit de lumière présentant une autre extrémité en regard d'une source réelle de lumière. 9. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour concentrer le rayonnement de la source réelle sur ladite autre extrémité du conduit de lumière. 10. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ladite autre extrémité du conduit est commune à d'autres conduits analogues.