Brevet FR2560354A1 — publié le 19850830

PHN 10.952 "Système de projecteurs." La présente invention concerne un système de projecteurs comprenant au moins deux paires de projecteurs à monter à l'avant d'un véhicule automobile présentant des deux côtés du centre dans l'avant chaque fois un projecteur de chaque paire, les projecteurs d'une paire présentant en régime chacun un faisceau croisement et les projecteurs de l'autre paire présentant en régime chacun un faisceau route, projecteurs qui présentent chacun un réflecteur aplati concave muni d'un axe optique et d'un foyer, réflecteur qui est fermé par une lentille essentiellement quadrangulaire présentant une dimension moyenne de la largeur et de la hauteur, et dans lequel est disposée axialement une source lumineuse compacte. Un tel système de projecteurs est utilisé pour des véhicules automobiles. Lors de la conception d'automobiles, on s'efforce de réduire autant que possible la résistance à l'air par le choix d'une forme avantageuse du point de vue aérodynamique. La hauteur nécessaire à l'avant d'automobiles pour y monter des projecteurs destinés à émettre un faisceau croisement et un faisceau route limite cependant la liberté de choix. Dans les systèmes de projecteurs usuels, utilisant un filament dans une atmosphère gazeuse contenant de l'halogène ou non comme source de lumière, il faut des réflecteurs à grande surface réflectrice et, par conséquent également des lentilles volumineuses pour former un faisceau lumineux approprié à partir de la lumière émise par la source lumineuse. La grandeur des réflecteurs et des lentilles nécessite le choix d'un avant d'une grande hauteur. Les systèmes de projecteurs doivent répondre à l'exigence que leurs projecteurs croisement émettent un bon faisceau croisement, c'est-à-dire qu'ils éclairent la chaussée d'une façon uniforme sur une distance aussi grande que possible, tout en n'éblouissant pas les conducteurs venant en sens opposé. En réalité, ces exigences sont incompatibles et ne peuvent être réalisées qu'approximativement, pourvu qu'on utilise de grands réflecteurs et de grandes lentilles. Par "lentille" il y a lieu d'entendre un disque perméable à PHN 10.952 -2- 2560354 la lumière muni d'éléments optiques servant à dévier et/ou à disperser la lumière afin de donner la forme au faisceau lumineux sortant d'un réflecteur. L'invention vise à fournir un système de projecteurs mentionné dans le préambule présentant des lanternes d'une hauteur très faible tout en émettant des faisceaux croisement susceptibles d'éclairer uniformément la chaussée devant l'automobile sur une grande distance et une grande largeur et de ne pas éblouir dans une mesure notable les conducteurs venant en sens opposé. d0 Conformément à l'invention, ce but est atteint avec un système de projecteurs du genre mentionné dans le préambule du fait que la source lumineuse est chaque fois un arc à décharge dans le gaz à haute pression dans une enveloppe perméable la lumière, que le rapport entre les dimensions moyennes de la largeur et de la hauteur des lentilles est supérieur à 3 et que la dimension moyenne de la hauteur est inférieure à 6 cm. Fait étonnant, on a constaté que les projecteurs croisement d'un système de projecteurs éclairent d'une façon très claire et uniforme la chaussée devant l'automobile munie dudit système sur une très grande distance et une très grande largeur, alors que dans le diagramme d'intensité lumineuse, près du point de disparition, il s'obtient un gradient très intense et les conducteurs venant en sens opposé ne subissent que peu de lumière de dispersion. Ainsi, dans la proximité de l'automobile, il s'obtient également un éclairage clair de la voie pour la circulation venant en sens opposé jusqu'à l'autre bas côté. On a constaté qu'à tous ces points, le faisceau croisement présente des propriétés supérieures à celles du faisceau croisement des systèmes de projecteurs conventionnels présentant de plus-grands projecteurs. Les projecteurs route doivent satisfaire à des exigences notablement moins sévères, il y a notamment pas d'exigences concernant de grands gradients de luminosité dans le faisceau rayonné. Grâce à l'utilisation d'un arc à décharge compact dans le gaz à haute pression dans les projecteurs route, ceux-ci fournissent des faisceaux route de qualité supérieure. Dans une forme de réalisation spéciale du système de projecteurs, l'axe du réflecteur des projecteurs croisement se situe à au moins 1/4 de la hauteur de la lentille du bord inférieur de PHN 10.952 -32560354 la lentille. Pour obtenir des faisceaux croisement présentant une assez petite composante de faisceau dirigée vers le bas côté le plus proche, l'axe optique d'une forme de réalisation avantageuse coupe la lentille à très faible hauteur de la lentille, par exemple au moins presqu'à la hauteur du bord inférieur de la lentille. Dans une forme de réalisation très avantageuse, le réflecteur d'un projecteur croisement s'écarte du plan focal de l'axe optique, permettant l'application de l'enveloppe de la source lumineuse et, éventuellement, d'un capot de croisement. Dans une forme de réalisation avantageuse, le capot de croisement est solidaire du réflecteur. La description ci-après, en se référant aux dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective du système de projecteurs à l'avant d'une voiture; La figure 2 est une vue en perspective et ouverte d'un projecteur route; La figure 3 est une vue en perspective ouverte d'un premier projecteur croisement; La figure 4 est une vue en perspective ouverte d'un deuxième projecteur eroisement; La figure 5 est une vue descriptive de la lentille d'un projecteur croisement; La figure 6a est un diagramme isocandela obtenu avec le projecteur de la figure 3 et la lentille de la figure 5. La figure 6b indique schématiquement la grandeur de la lentille; La figure 7a est un diagramme isocandela d'un projecteur croisement connu ayant une lampe à incandescence à l'halogène comme source lumineuse; La figure 7b indique la grandeur relative de la lentille utilisée; La figure 8a est un diagramme isocandela d'un autre projecteur croisement connu ayant une autre lampe à incandescence à l'halogène comme source lumineuse. La figure 8b indique la grandeur relative de la lentille utilisée. PHN 10.952 -4- 5 5 Sur la figure 1, le système de projecteurs comporte deux paires de projecteurs la, lb, et 2a, 2b, un projecteur la, 2a resp. lb, 2b de chaque paire étant montée chaque fois des deux côtés du centre de l'avant 3. Lors du fonctionnement, les projecteurs la, lb émettent un faisceau croisement, les projecteurs 2a, 2b un faisceau route. La figure ne montre que les lentilles essentiellement quadrangulaires des projecteurs présentant une dimension moyenne de la hauteur h et leur dimension moyenne de la largeur w. Derrière les lentilles se trouve toujours un réflecteur aplati concave fermé par une lentille respective et présentant un axe optique et un foyer, réflecteur dans lequel est disposé un arc à décharge à haute pression compact dans une enveloppe perméable à la lumière. Le rapport de w et de h est supérieur à 3, notamment environ 4; la dimension de la hauteur h est inférieure à 6 cm, notamment 5 cm. Sur la figure 2, un réflecteur aplati parabololdale concave 10 présente un axe optique 11 et un foyer 12. Comme source lumineuse compacte 13, un arc à décharge dans le gaz à haute pression présentant une enveloppe perméable à la lumière munie d'électrodes est disposé sur l'axe optique. Le réflecteur 10 est fermé par une lentille 14 de 4 x 20 cm. Le projecteur convient à la formation d'un faisceau route. Dans le cas o le projecteur doit fournir un faisceau croisement, la source lumineuse est décalée jusque devant le foyer 12 et munie d'un capot de blindage (voir les figures 3,4). Sur les figures 3 et 4, les pièces correspondantes sont toujours désignées par un chiffre de référence supérieur de 10 à celui sur la figure précédente. Sur la figure 3, le fond 26 du réflecteur 20 s'écarte de l'axe optique 21 près de son foyer. L'axe optique passe par le bord inférieur de la lentille 24. Un capot de blindage non réflecteur 25 entoure la source lumineuse 23, un arc à décharge à haute pression présentant une longueur d'arc de 4,7 mm et un diamètre d'arc de 1,3 mm, mesuré entre deux points diamétralement opposés o l'intensité est de 20% de l'intensité maximale, est disposé axialement sur l'axe optique du réflecteur, son centre étant déplacé sur 5,3 mm vers la lentille à partir du foyer. Le paraboloide a une distance focale de 25 mm. Les dimensions de la lentille sont de 5 x 20 cm. Sur la figure 4, le fond 36 du réflecteur s'écarte également de l'axe optique 31 et constitue un capot de blindage 35 solidaire du PHN 10.952 - 2560354 réflecteur. Les dimensions de la lentille sont de 4 x 20 cm. Sur la figure 5 est décrite la lentille utilisée sur la figure 3, vue de l'intérieur du réflecteur. Une flèche indique toujours un élément optique prismatique et indique toujours, avec l'angle y indiqué, la direction et l'angle dans et sur lequel est déviée la lumière incidente. Deux flèches situées dans un bloc indiquent un élément optique constitué par deux éléments prismatiques superposés. "S" indique que le bloc en question présente un élément de dispersion, superposé ou non à un prisme. Un élément de dispersion est constitué par des rainures verticales continues d'une largeur de 6 mm, ayant une courbure circulaire transversale. Son pouvoir dispersif est indiqué par le nombre qui suit "S". La lentille est formée de façon que, utilisée dans le projecteur selon la figure 3, elle produit le faisceau de la figure 6a. La figure 6a représente un diagramme isocandela, obtenu avec un projecteur croisement selon la figure 3, une lentille selon la figure et un arc à décharge à haute pression absorbant 35 W. Ce diagramme fut obtenu par application, sur une chaussée, d'un écran à une distance de 25 m du projecteur croisement, perpendiculairement à l'axe optique de ce dernier. Les courbes indiquent chacune des points de même intensité lumineuse, exprimés en candela. A la cenfiguration obtenue sur l'écran fut superposé un système de coordonnées constitué par les droites H et M. La droite H est une droite horizontale tracée à la mene hauteur que l'axe optique du réflecteur, M une droite verticale passant par l'axe optique. La droite R indique l'allure de la délimitation de droite de la chaussée, vues à partir du réflecteur, M le centre de la partie de droite de la chaussée, S la ligne de séparation entre les parties de droite et de gauche de la chaussée, L la délimitation de gauche de la chaussée. La droite E indique la ligne par laquelle se déplace l'oeil d'un conducteur qui croise à partir de loin (le point d'intersection de H et de M). Les points qui, à partir du réflecteur, se perçoivent sous un angle toujours supérieur d'un degré par rapport à la ligne reliant le réflecteur au point d'intersection d'une ligne M et H, sont indiqués sur la ligne M et les lignes parallèles à H par des tirets. Ainsi, le diagramme montre le champ compris entre -12 et +12& de façon horizontale et entre -6 et +3 de façon verticale. Dans le diagramme, l'angle spatial rempli par un faisceau pHN 10.952 -6- croisement effectif est délimité par la ligne de 1600 cd. La gamme de faible intensité se situe en dehors de la ligne de 630 cd, la gamme de transition de la ligne de 1600 cd et de 600 cd. Dans le faisceau croisement effectif, le faisceau de grande luminance est délimitée par la ligne de 10.000 cd. Ce qui frappe dans le diagramme c'est que: - l'uniformité élevée du faisceau; - l'étendue du faisceau, tant dans la direction horizontale que dans la direction verticale; - le gradient intense près de la ligne H o la ligne de 25.000 cd et la ligne de 630 cd se situent tout près l'une de l'autre dans les quadrants de droite; - les intensités faibles dans le quadrant de gauche en haut, quadrant o le risque d'éblouissement est maximal. La ligne de 630 cd coincide en majeure partie avec la ligne H et ne dépasse la ligne H que tout prés de l'origine du système de coordonnées. Le faisceau présente une très grande distance de vision, une uniformité élevée, une grande dispersion et un très faible niveau d'éblouissement. La figure 6b représente schématiquement la grandeur de la lentille formant le faisceau. La figure 7a représente les diagrammes du faisceau croisement d'une façon analogue à celle de la figure 6a, la figure 7b la grandeur relative de la lentille utilisée à cet effet, formé à l'aide d'une lampe du genre C6C6, une lampe à incandescence présentant deux filaments disposés de façon transversale, dont l'un, qui absorbe 45 W et qui est disposé de façon transversale, au foyer dans un réflecteur à distance focale de 31,75 mm, émet le faisceau croisement, l'autre le faisceau route. Le diagramme montre clairement: - une faible uniformité de faisceau, notamment tout juste devant le projecteur (à droite en dessous), - une faible étendue du faisceau effectif, la ligne de 25.000 cd est faible et se situe en bas dans le diagramme; une faible dispersion du faisceau, la ligne de 10.000 cd ne parvient pas dans la proximité de la ligne S. - un très faible gradient près de la ligne H dans les quadrants de droite, même les lignes de 630 cd et de 6300 cd sont fortement éloignées l'une de l'autre. PHN 10.952 -7- - des intensités élevées dans le quadrant de gauche en haut, même la ligne de 1600 cd dépasse notablement la ligne H à l'origine du système de coordonnées. Le faisceau présente une assez faible distance de vision, une assez faible uniformité, un niveau d'éblouissement relativement élevé, malgré le grand réflecteur et la grande lentille à l'aide de lesquelles il fut formé. La figure 8a est le diagramme du faisceau croisement obtenu d'une façon analogue à celle de la figure 6a, la figure 8b illustre la grandeur relative de la lentille utilisée à cet effet, formée d'une lampe du genre H-4, un projecteur à l'halogène présentant deux filaments axiaux, dont l'un, qui consomme 50 W et qui est disposé 1mm devant le foyer dans un réflecteur à distance focale de 31,75 mm, émet le faisceau croisement à l'aide du capot de blindage. 1b Le diagramme montre: -une bonne uniformité du faiseeau - une étendue raisonnable du faisceau dans la direction verticale mais une très faible dispersion horizontale. -un gradient dans le quadrant de droite près de la ligne H qui est plus petit que celui du premier diagramme - des intensités relativement faibles dans le quadrant de gauche en haut. Le faisceau présente une assez grande vision, une uniformité raisonnable, une faible dispersion et un faible niveau d'éblouissement. Les faisceaux lumineux décrits sont destinés à la circulation à droite. Il est évident que les projecteurs formant l'image réfléchie des projecteurs décrits peuvent être utilisés pour la circulation à gauche. PHN 10952 8 REVENDICATIONS: 1. Système de projecteurs comprenant au moins deux paires (la, lb; 2a, 2b) de projecteurs à monter dans l'avant d'un véhicule automobile présentant des deux côtés du centre de l'avant chaque fois un projecteur de chaque paire, les projecteurs d'une paire (la, lb) présentant en régime chacun un faisceau croisement et les projecteurs de l'autre paire (2a, 2b) présentant en régime chacun un faisceau rou- te, projecteurs qui présentent chacun un réflecteur aplati concave (10, 20, 30) muni d'un axe optique (11, 21, 31) et d'un foyer (12, 22, 32), réflecteur qui est fermé par une lentille (14, 24, 34) essen- tiellement quadrangulaire présentant une dimension moyenne de la lar- geur (w) et de la hauteur (h), et dans lequel est disposée axialement une source lumineuse compacte (13, 23, 33) caractériséen ceque lasource lumineuse (13, 23, 33) est chaque fois un arc à décharge dans le gaz à haute pression dans une enveloppe perméable à la lumière, que le rapport moyen entre les dimensions moyennes de la largeur (w) et de la hauteur (h) des lentilles (14, 24, 34) est supérieur à 3 et que la dimension de la hauteur (h) est inférieure à 6 cm. 2. Système de projecteurs selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'axe (22, 32) du réflecteur (21, 31) dans les pro- jecteurs croisement se situe à au moins 1/4 de la hauteur (h) de la lentille (24, 34) du bord inférieur de la lentille. 3. Système de projecteurs selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que l'axe optique (22, 32) du réflecteur (21, 31) se situe au moins pratiquement à la hauteur du bord inférieur de la len- tille. 4. Système de projecteurs selon la revendication 3, carac- térisé en ce que près de son plan focal, le réflecteur s'écarte de l'axe optique (21, 31), permettant ainsi l'application de l'enveloppe de la source lumineuse (23, 33) et, éventuellement, d'un capot de blindage (25). 5. Système de projecteurs selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le capot de blindage (35) est solidaire du réflec- teur (30).