Brevet FR2463356A1 — publié le 19810220

PROJECTEUR POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne les projecteurs pour véhicule automobile. On sait qu'un projecteur pour véhicule automobile est constitué d'un réflecteur parabolique, dont la face avant est fermée par une glace frontale. Dans le fond du réflecteur est ménagé un passage à travers lequel on introduit une lampe d'éclairage. Le réflecteur sert habituellement à générer, d'une part, le faisceau d'éclairage de route et, d'autre part, le faisceau d'éclairage de croisement la lampe comporte donc deux filaments, qui peuvent etre alimentés électriquement indépendamment l'un de l'autre. Le positionnement de la lampe par rapport au réflecteur est généralement assuré au moyen d'un porte-lampe, que l'on fixe sur la partie arrière du réflecteur. Compte tenu des caractéristiques nécessaires pour le faisceau d'éclairage de croisement, on dispose le fila- ment correspondant de la lampe en avant du foyer sur l'axe optique du réflecteur parabolique, de façon à produire un faisceau convergent et, en outre, on associe à ce filament un écran dit "occulteur", qui ampêche la passage des rayons lumineux vers la partie inférieure du réflecteur parabolique. De la sorte, le faisceau de croisement traverse uniquement la partie supérieure de la glace frontale du projecteur et est entièrement rabattu vers le sol, puisque l'on dispose d'un faisceau convergent.On utilise l'occulteur pour délimiter le faisceau de croisement comme en le désire, en fonction des normes d'éclairage qui sont imposées. Le faisceau d'éclairage de route est produit par un filament disposé, comme le précédent, selon l'axe optique du réflecteur, mais généralement en arrière du foyer dudit réflecteur ou partiellement en avant et partiellement en arrière dudit foyer. Ce filament n'est associé a aucun occul- teur et envoie, par conséquent, sur la totalité de la glace frontale, un faisceau qui, dans les deux cas sus-mentionnés, est ou bien divergent ou bien partiellement convergent et partiellement divergent. On cherche à assurer aussi bien pour le faisceau de route que pour le faisceau de croisement, une répartition lumineuse optimum pour la vision de l'utilisateur du projec teur. Pour réaliser une dispersion convenable, on munit la glace frontale, sur la plus grande partie de sa surface, de tout un réseau de stries, prismes ou reliefs analogues, d'orientation et/ou d'inclinaison déterminée, mais il est clair qu'étant donné qu'une glace frontale reçoit, sur une partie de sa surface, le faisceau de route et le faisceau de croisement, la réalisation d'une telle glace résulte nécessairement d'un compromis.La zone de la glace, qui est traversée par les deux faisceaux doit assurer deux fonctions distinctes et quelque peu contradictoires, et la structure de la zone de la glace, qui est traversée uniquement par le faisceau route, est déterminée de façon à compenser autant que pussible, les inconvénients qui résultent du compromis adopté pour l'autre zone de glace. Lorsque l'on examine la trace sur un écran vertical d'un faisceau dtéclairage de route utilisé avec un projecteur de type classique, on constate qu'il existe généralement sur cette trace, une concentration de lumière sur une bande médiane horizontale et plus encore, une concentration dans la zone centrale de la trace du faisceau. En d'autres termes, il existe, dans la trace du faisceau, des zones de concentration de lumière et plus particulièrement un "spot" voisin de la trace de l'axe optique du réflecteur. Or, on a constaté que l'existence de zones à forte luminosité contrastant avec des zones à faible luminosité était un élément défavorable pour l'efficacité de l'éclairage et pour la bonne vision du conducteur du véhicule, qui porte le projecteur en cause.Il est donc désirable d'augmenter, dans la trace d'un faisceau d'éclairage de route, la surface des zones à forte luminosité, ce qui permet une meilleure répartition du flux et une réduction des contrastes d'éclairement. La présente invention a pour but de proposer un perfectionnement permettant d'améliorer l'efficacité d'un éclairage de route obtenu avec un projecteur du type cidessus défini, dans lequel le filament d'éclairage de route est disposé de part et d'autre du foyer du réflecteur, c'est à-dire donne naissance à un faisceau convergent-divergent. On sait que, dans tous les cas, la zone centrale de la glace frontale ne reçoit pratiquement aucun faisceau réfléchi en raison de l'existence, au fond du réflecteur, d'un passage par lequel la lampe est introduite dans le réflecteur. Ce passage est délimité par une zone annulaire, qui est irradiée par le filament d'éclairage de route au mEme titre que les autres parties du réflecteur.Si le faisceau de route est convergent-divergent, il est clair que la partie convergente, qui se réfléchit sur la zone annulaire précitée tombe sur une zone annulaire A1 de la glace frontale, alors que la partie divergente du faisceau provenant du même anneau du réflecteur tombe sur une zone annulaire A2 qui entoure la précédente. La zone annulaire A1 délimite, en son centre, un disque Ao qui ne reçoit aucun rayon lumineux du réflecteur. Une partie de l'anneau A1 se trousse dans la zone de glace, qui peut entre traversée par le faisceau de croisement, mais une autre partie se trouve dans la zone de glace, qui est exclusivement traversée par le faisceau de route; étant donné que cette autre partie est traversée uniquement par des rayons convergents, on a imaginé selon l1invention de profiter de cette circonstance pour laisser passer directement les rayons lumineux dans cette partie de l'anneau A1, afin de renforcer l'intensité lumineuse de la partie correspondante du faisceau route On a donc proposé, selon linven- tion, d'éviter, dans cette partie de l'anneau A1, la présence de toutes stries ou reliefs analogues ayant pour but de diffuser la lumière et, compte-tenu de la distance entre l'axe optique du réflecteur et la ligne moyenne de l'anneau A1, il en rdsulte, quand on examine la trace du faisceau route ainsi obtenu, sur un écran éloigné perpendiculaire à l'axe optique, un renforcement de l'intensité lumineuse dans une zone située au-dessus du spot lumineux, qui occupe la partie centrale de la trappe. De la sorte, on crée un étalement du spot lumineux central et donc une diminution des contrastes à l'intérieur du faisceau d'éclairage de route, ce qui améliore les conditions de vision de l'utilisateur du projecteur. I1 est bien clair que la zone de l'anneau A1, qui reçoit uniquement le faisceau de route, peut être ou bien totalement lisse, ou bien présenter des stries faiblement accentuées; dès lors que sa surface ne porte pas de strie8 fortement accentuées destinées à disperser la lumière, le résultat recherché selon l'invention est atteint. Dans le brevet français 2 328 160, on a déjà décrit un projecteur de véhicule automobile dans lequel la glace frontale comporte, dans une partie qui est traversée uniquement par le faisceau d'éclairage de route, une zone lisse ou pourvue de stries légèrement accentuées. Cependant dans un tel projecteur, le filament de l'éclairage de route est entièrement situé en arrière du foyer du réflecteur, de sorte que le faisceau d'éclairage de route est entièrement divergent; en outre, la zone lisse prévue sur la glace frontale se trouve, en raison de la nature totalement divergente du faisceau de route, sur la bordure supérieure de la glace frontale; le passage sans dispersion de la lumière d'un faisceau divergent dans cette zone ne peut, bien évidemment, pas permettre le renforcement de la luminosité au voisinage du spot central de la trace du faisceau sur un écran, de sorte que le problème résolu par ce dispositif est différent de celui qui est résolu par la présente invention La présente invention a, en conséquence, pour objet le produit industriel nouveau que constitue un projecteur pour vdhicule automobile comportant, d'une part un réflecteur parabolique, d'autre part une glace frontale pourvue de stries sur la majeure partie de sa surface et enfin une lampe qui comporte deux filaments disposés sensiblement sur l'axe optique du réflecteur, ladite lampe traversant le fond du réflecteur grâce à un passage pratiqué dans ledit fond, le filament destiné à l'éclairage de croisement étant disposé en avant du foyer du réflecteur et associé à un écran occulteur placé au-dessous de lui, la glace frontale comportant au moins une zone à faible diffusion lumineuse sensiblement lisse ou pourvue de stries faiblement accentues disposée sensiblement uniquement dan8 la partie de la glace qui ne reçoit que le faisceau de l'éclairage de route, caractérisée par le fait, qu'en premier lieu, le filament destiné à l'éclairage de route est disposé de part et d'autre du réflecteur et qu'en deuxième lieu, la glace comporte une zone à faible diffusion lumineuse Z en bordure de la zone de glace qui ne reçoit pratiquement pas de lumière en raison de la présence du passage de lampe au fond du réflecteur. Dans un mode préféré de réalisation, la zone Z est une zone lisse sans strie; la zone Z a une forme sensiblement rectangulaire, dont le grand axe est sensiblement horizontal; La zone Z a une largeur mesurée verticalement, au droit de l'axe optique, sensiblement égale à celle de la partie de glace qui ne reçoit du réflecteur que des rayons convergents provenant d'un anneau réfléchissant qui, au fond du réflecteur, entoure le passage de lampe; la zone Z est symé- trique par rapport au plan vertical passant par l'axe optique du réflecteur. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation reprdsen- té sur le dessin annexé. Sur ce dessin : - la figure 1 représente une vue de face de la glace fron tale d'un projecteux selon l'invention; - la figure 2 représente schématiquement, une coupe axiale verticale partielle d'un projecteur d'éclairage selon l'invention; - la figure 3 représente une vue de face de la zone centrale de la glace du projecteur de la figure 2; - la figure 4 représente schématiquement la trace du fais ceau d'éclairage obtenu sur un écran perpendiculaire à l'axe optique avec le projecteur de la figure 2. Il est précisé que, dans l'ensemble de la description aussi bien que dans les revendications de cette demande de brevet, l'avant du projecteur désigne la partie où se trouve la glace frontale, l'arrière désignant la partie où se trouve, au fond du réflecteur, le passage qui permet l'introduction de la lampe d'éclairage dans le projecteur. Le haut du projecteur est la partie qui assure la réflexion du faisceau d'éclairage de croisement et le bas du projecteur est la partie opposée. En se référamt au dessin, on voit que l'on a désigné par 1 le réflecteur parabolique d'un projecteur selon l'invention. La bordure avant du réflecteur 1 est reliée, généralement de façon étanche, à une glace de projecteur 2; la partie arrièxe du réflecteur, c'est-à-dire celle qui correspond au sommet du paraboloîde constitué par le réflecteur 1, comporte un passage 3 permettant l'introduction dans le réflecteur, par l'arrière, d'une lampe d'éclairage désigné par 4 dans son ensemble. La lampe 4 est supportée par un porte-lampe 5, qui est fixé de façon connue sur la partie arrière du réflecteur 1. La lampe 4 comporte, à l'intérieur d'une enveloppe en verre, deux filaments 6 et 7 disposés sensiblement sur 1 axe optique du réflecteur 1, lorsque la lampe 4 fixée sur son porte-lampe est mise en place dans le réflecteur. Le filament 6 a une longueur de 6mm et un diamètre de lima; il est placé à 3,3 ffin en avant du foyer F du paraboloede 8 que constitue le réflecteur 1. Au-dessousdu filament 6 est disposé un occulteur métallique 8 qui-constitue un cache pour une partie du faisceau lumineux émis par le filament 6. Le filament 7 permet d'obtenir l'éclairage de route; il est disposé selon l'axe optique du réflecteur 1; il a une longueur de 4 un et un diamètre de 1,5 mm; le foyer F se trouve à 1,3 un en arrière de son extrémité avant. Il est clair que, dans ces conditions, le filament 6 permet d'obtenir un faisceau convergent alors que le filament 7 permet d'obtenir un faisceau partiellement convergent et partiellement divergent; le faisceau produit par le filament 6 est conformé au moyen de 1' occulteur 8 de façon à répondre aux normes qui sont imposées pour l'éclairage des véhicules. Sur la figure 3, on a représenté les droites D1 et D2 qui limitent le faisceau d'éclairage de croisement sur la glace frontale 2 du projecteur; les droites D1 et D2 se coupent sensiblement sur l'axe optique du projecteur; la droite D1 est horizontale et la droite D2 est inclinée à 20 vers le bas par rapport à l'horizontale. Le faisceau d'éclairage de croisement, qui est ainsi délimité, est renvoyé par la partie supérieure du réflecteur 1 et est donc rabattu vers le sol, les différentes stries portées par la glace frontale 2 dans la zone supérieure délimitée par les demidroites D1 et D2 assurant la répartition optimum de l'éclai- rement dans le faisceau de croisement. En réalité, comme il est visible sur la figure 1 en raison de la grande échelle qui a été adoptée, les droites D1 et D2 ne se coupent pas exactement sur l'axe optique mais à une faible distance à la verticale de celui-ci. Sur la figure 2, on a représenté le trajet des rayons lumineux issus du filament 7 tombant sur un anneau élémentaire réfléchissant du réflecteur 1 qui entoure le passage 3. Chaque point P de cet anneau renvoie vers la glace 2 un rayon lumineux Ro parallèle à iaxe optique et provenant du foyer F et, de part et d'autre de ce rayon lumineux, des rayons lumineux convergents et divergents compris respectivement dans les angles délimités entre R0 et, les rayons limites R1 et R2. Le rayon R1 arrive sur la glace en un point P1, le rayon R2 en un point P2 et le rayon R() en un point P0.L'ensemble des points P1 autour de l'axe optique 0 du réflecteur 1 définit un cercle, de même que l'ensemble des points P0; ces deux cercles concentriques définissent entre eux un anneau circulaire A1 (figure 3) au duquer centre se trouve un disque circulaire A0 et à l'extérieur duquel se trouve une zone extérieure A2. L'anneau A1 de la glace 2 reçoit uniquement des rayons de lumières convergents, puisque, par définition, l'ensemble des points P est disposé juste en bordure du passage 3 et qu'aucune réflexion ne se fait sur la section du passage 3. La glace 2 ne reçoit donc théoriquement aucun rayon lumineux provenant du réflecteur 1 dans la zone correspondant au disque A0. Par contre, la zone A2 reçoit simultanément des rayons qui convergent vers l'axe ou qui divergent. Selon l'invention, on s'est intéressé particulièrement à la partie de l'anneau A1, qui se trouve dans la zone définie par l'angle inférieur obtu (D1, D2), partie qui n'est traversée que par le faisceau d'éclairage de route. Dans cette parties toute modification apportée à la structure de la glace 2 ne peut, en aucun cas, gêner l'éclairage de croisement. Or, puisque la zone de l'anneau A1 est uniquement traversée par des rayons convergents vers l'axe, et puisque la ligne moyenne de l'anneau A1 se trouve à une certaine distance de l'axe optiques on peut penser à utiliser directement ces rayons convergents pour renforcer la zone correspondante du faisceau lumineuse de route.Si, en effet, on fait en sorte que la zone de l'anneau A1, qui est comprise dans l'angle (D1,D2) égal à 1600, soit une zone lisse, les rayons lumineux convergents vont traverser ladite zone sans aucune dispersion et vont venir renforcer le faisceau dans une zone voisine de celle où se trouve normalement le "spot" central, lorsqu'on examine la trace du faisceau sur un écran. Pour-une question de commodité, on a décidé, dans l'exemple décrit et représenté sur la figure 1 d'adopter, comme zone à faible diffusion lumineuse Z, une fenêtre lisse 9 qui a une forme sensiblement rectangulaire délimitée par deux bordures horizontales et deux bordures verticales, l'un des angles du rectangle étant d'ailleurs coupé en 9a par la droite D2 qui délimite la zone de passage du faisceau de croisement.Le grand axe de la fenêtre 9 est horizontal; le petit axe s'appuie sur l'axe optique du réflecteur 1; la largeur de la fenêtre 9 mesurée selon son petit axe est sensiblement égale à la largeur de l'anneau A1; dans l'exemple décrit, la distance entre le sommet du paraboloîde constitué par le réflecteur 1 et la glace frontale 2, mesurée sur l'axe optique, est de 210 mm; la distance focale du parabolotde est de 25 mm; le diamètre du passage 3 est de 50 mm.Dans ces conditions, la largeur de l'anneau A1 est d'environ 9 mm et le diamètre du disque Ao est d'environ 18 mm. On choisit comme largeur de la fenêtre 9 une largeur de îOmm et comme longueur, une longueur de 60 'iii; la bordure supérieure horizontale de la fenêtre 9 est à 18 mm de l'axe optique du r6- flecteur. On voit donc que la fenêtre 9 recouvre une partie importante de la zone de l'anneau A1 comprise dans l'angle (D1, D2) égal à 1600. Sur la figure 4, on a représenté très approximativement la trace du faisceau lumineux que l'on obtient au moyen du projecteur des figures 1 à 3. Sur l'écran 10, on voit que le contour extérieur du faisceau est délimité par une ligne 11 dont la forme est celle d'un rectangle déformé; le long de l'axe horizontal médian de la zone délimitée par la courbe Il, se trouve une zone allongée délimitée par la courbe 12 à. l'intérieur de laquelle l'intensité d'éclairement est plus importante. En outre, dans la zone centrale de la surface délimitée par la courbe 12 se trouve un "spot" 13, qui correspond à un maximum-d'éclairement.Bien entendu, il n'existe pas sur l'écran des courbes précises 11, 12 et-13 délimitant les différentes zones et le passage d'une zone à l'autre s'effectue de façon continue mais on note que la trace, qui vient d'entre décrite, correspond à des contrastes d'éclairement et l'on sait que cette caractéristique est défavorable pour la vision que l'utilisateur peut obtenir au moyen du faisceau de route considéré. La présence de la entre 9 sur la glace de projecteur 2 permet d'obtenir une zone 14 centrée sur l'axe vertical médian de la trace du faisceau, cette zone 14 ayant un éclairement renforcé et se trouvant au-dessus de la zone 13 qui correspondait au spot en l'absence de la fenêtre 9. Il en résulte que la zone d'éclairement maximum est étalée par fusion des zones 13 et 14, lorsque la fenêtre 9 est présente sur la glace 2, et que l'on améliore ainsi la répartition de l'éclairement dans le faisceau de route et l'efficacité dudit faisceau pour la vision de l'utilisateur. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Projecteur pour véhicules automobiles comportant, d'une part un réflecteur parabolique, d'autre part une glace frontale pourvue de stries sur la majeure partie de sa surface et enfin, une lampe comportant deux filaments disposés sur l'axe optique du réflecteur, ladite lampe traversant le fond du réflecteur glace à un passage pratiqué dans ledit fond, le filament destiné à l'éclairage de croisement étant disposé en avant du foyer du réflecteur et associé à un écran occulteur placé au-dessous de-lui, la glace frontale comportant au moins une zone à faible diffusion lumineuse sensiblement lisse ou pourvue de stries faiblement accentuées, disposée sensiblement uniquement dans la partie de glace qui ne reçoit que le faisceau de l'éclairage de route, caractérisé par le fait qu'en premier lieu, le filament destiné à l'éclairage de route est disposé de part et d'autre du foyer du réflecteur et qu'en deuxième lieu, la glace comporte une zone à faible diffusion lumineuse Z en bordure de la zone de glace, qui ne reçoit pratiquement pas de lumière en raison de la présence du passage de lampe au fond du réflecteur. 2 - Projecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la zone Z est une zone lisse sans stries. 3 - Projecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la zone Z a une forme sensiblement rectangulaire, dont le grand axe est sensiblement horizontal. 4 - Projecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la zone Z a une largeur, mesurée verticalement au droit de l'axe optique, sensiblement égale à celle de la partie de la glace qui ne reçoit du réflecteur que des rayons convergents provenant d'un anneau réfléchissant qui, au fond du réflecteur, entoure le passage de lampe. 5 - Projecteur selon l'une des revendications I à 4, caractérisé par le fait que la zone Z est sensiblement symétrique par rapport au plan vertical passant par l'axe optique du réflecteur.