Brevet FR2550847A1 — publié le 19850222

La présente invention concerne un projecteur susceptible d'émettre un faisceau lumineux à coupure, pour constituer un projecteur de croisement du type dit "faisceau européen unifié" ou un projecteur anti-brouillard pour véhicule automobile. On a proposé de réduire l'encombrement de tels projecteurs, à flux émis égal, en les réalisant selon une structure comportant: un réflecteur en forme de calotte d'ellipsoïde de 10 révolution autour d'un axe définissant pour ce réflecteur un axe optique, les deux foyers de l'ellipsoïde définissant un premier foyer proche du réflecteur et un deuxième foyer plus éloigné de celui-ci, une source lumineuse disposée au voisinage du 15 premier foyer du réflecteur, une lentille convergente disposée à l'opposé du réflecteur par rapport au deuxième foyer de celui-ci, cette lentille présentant un axe optique confondu avec celui du réflecteur et un foyer disposé au voisinage du deuxième 20 foyer de ce réflecteur, un écran d'occultation disposé au voisinage du foyer de la lentille et présentant un bord proche de l'axe optique pour définir un faisceau coupé du type "antibrouillard" ou du type "faisceau européen unifié". Une telle structure est décrite par exemple par le brevet français 82 20200 de la Demanderesse déposé le 2 décembre 1982 pour "Projecteur à faisceau coupé à réflecteur elliptique pour véhicule automobile", cité à titre de référence. Pour obtenir un bon rendement photométrique avec de tels projecteurs, il faut employer une lentille ayant une ouverture importante, c'est-à-dire un rapport de ses 25508 ? 47 dimensions transversales par rapport à l'axe optique à sa longueur focale important, pour capter tout le flux issu du réflecteur. Or, cette ouverture entraîne des aberrations5 chromatiques importantes. Ces aberrations chromatiques résuitent d'une différence de déviation, dans le plan d'incidence, des différentes couleurs élémentaires composant un même rayon venant frapper la lentille, et sont d'autant plus impor10 tantes que les rayons lumineux sont plus déviés, c'est-àdire sont déviés par des zones de la lentille plus proches de la périphérie de celle-ci. On pourrait corriger ces aberrations de la même façon qu'en optique photographique, en substituant à la 15 lentille convergente un groupe de lentilles juxtaposées dont les aberrations chromatiques respectives se compenseraient. Cette solution serait toutefois complexe et coûteuse, et le but de la présente invention est de propo20 ser une solution plus simple, spécifiquement adaptée au contexte particulier des projecteurs à faisceau coupé pour véhicules automobiles. Compte tenu de l'orientation horizontale, ou faiblement inclinée par rapport à l'horizontale, de la coupure dans le cas d'un projecteur pour véhicule automobile, ces aberrations ne sont pas gênantes lorsqu'elles sont provoquées par les zones latérales de la lentille, c'est-à-dire par les zones de celle-ci ne provoquant pas de déviation trop inclinée par rapport à l'horizontale; 30 par contre, la partie supérieure et la partie inférieure de la lentille provoquent des irisations se traduisant par une imprécision et une coloration inadmissibles de la coupure du faisceau. Pour remédier à cet inconvénient, on prévoit selon l'invention de fondre ces irisations dans le reste du faisceau, en prévoyant, au voisinage de la lentille, dans sa partie supérieure et dans sa partie inférieure, des éléments déviateurs localisés provoquant une dispersion latérale et/ou un rabattement de la lumière traversant lesdites parties de la lentille; ces éléments déviateurs peuvent être directement solidaires de la lentille, avan10 tageusement sous la forme d'éléments rapportés sur celle-ci ils peuvent également être solidaires d'une glace transparente, juxtaposée à la lentille; ils peuvent aussi être disposés en amont de la lentille, pour créer une diffusion des rayons lumineux atténuant l'effet des aberrations. Des essais ont montré que l'on pouvait obtenir ainsi une correction satisfaisante des aberrations chromatiques, lors d'une observation sur un écran placé à 25 m du projecteur conformément aux réglementations en vigueur en Europe, en limitant les parties respectivement supérieure 20 et inférieure de la lentille ainsi munies d'éléments déviateurs à des bandes jouxtant respectivement le bord supérieur et le bord inférieur de la lentille, chacune de ces bandes ayant une hauteur comprise entre 1/10 et 1/4 de la hauteur de la lentille. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-dessous, relative à un mode de mise en oeuvre non limitatif, ainsi que des dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. Sur les dessins annexés: la figure 1 représente la structure classique d'un projecteur à faisceau coupé incorporant un réflecteur elliptique, un écran d'occultation, et une lentille; les figures 2 a et 2 b représentent en vue de côté et vue arrière, respectivement la lentille de ce projecteur, équipée d'éléments déviateurs conformément à l'invention, pour limiter l'effet des aberrations chromatiques au niveau de la coupure. La structure traditionnelle représentée à la figure 1, pour la réalisation d'un faisceau coupé, comporte un réflecteur elliptique 1, présentant un axe optique 2, 10 et deux foyers F 1 (proche du fond du réflecteur 1) et F 2 (plus éloigné) Une source lumineuse 3 (filament) est disposée au voisinage du premier foyer Fl Les rayons lumineux issus de la source lumineuse 3 sont renvoyés par le réflecteur 1 dans la direction du second foyer F 2. Une lentille convergente,4, est disposée à l'opposé du réflecteur 1 par rapport au foyer F 2, l'axe de cette lentille se confondant avec l'axe 2 du réflecteur, le foyer de cette lentille étant lui-même au voisinage de F 2. Ainsi, les rayons lumineux issus de la source lumineuse 3, 20 sont renvoyés par le réflecteur 1, convergent au voisinage de F 2, et sont repris par la lentille 4, en un faisceau utile. Pour que ce faisceau soit un faisceau à coupure, un moyen d'occultation, et plus précisément un écran d'occultation 5, est disposé au voisinage du foyer F 2 Cet écran 5 présente un bord supérieur 6 définissant la limite de coupure du faisceau Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'écran 5 est représenté plat, perpendiculaire à l'axe 2, et le bord de coupure est constitué par deux demi30 plans issus de l'axe optique On voit sur un écran E, placé à 25 mètres, conformément aux normes en vigueur, qu'en correspondance avec le bord 6, on définit sur l'écran E une limite de coupure 6 '. Avec un tel système traditionnel, du type représenté à la figure 1, il est préférable, pour obtenir un bon rendement photométrique, d'utiliser une lentille ayant une ouverture (rapport de son diamètre à sa dis5 tance focale) relativement importante pour recueillir tout le flux issus du réflecteur elliptique. Il en résulte des aberrations chromatiques qui provoquent une irisation de la coupure sur l'écran E. Autrement dit, le bord 6 ' constituant la limite de coupure 10 se trouve-t-il irisé, de telles aberrations chromatiques étant d'autant plus importantes que les rayons lumineux sont plus déviés, donc plus proches de la périphérie de la lentille Il y a décomposition de la lumière, la lumière bleue étant plus déviée que la lumière rouge au passage 15 à travers la lentille. Une étude attentive du phénomène a montré que de telles aberrations chromatiques, lorsqu'elles se produisent pour les zones disposées à gauche et à droite de la lentille ne sont pas très gênantes pour ce qui est de l'aspect de la coupure, car les déviations différentielles des différentes lumières intervenant dans ces zones sont essentiellement des déviations en direction horizontale, tout comme les limites de coupure habituelles (pour un faisceau de croisement la coupure est constituée d'un demi25 plan horizontal et d'un demi-plan légèrement relevé, comme représenté en 6 '; pour un faisceau anti-brouillard, la coupure est droite horizontale) Il en résulte que les irisations se fondent dans le faisceau lumineux utile, sans franchir la limite de coupure de façon sensible. Au contraire, pour les zones disposées en haut et en bas de la lentille, elles provoquent des déviations différentielles dans le sens vertical, et de là, des iri- sations qui viennent chevaucher la limite de coupure en étant parfaitement visibles et, sans aucun doute, gênantes pour la netteté de la coupure. On voit sur la figure 2 les zones 7 et 8 de la lentille, à sa partie supérieure et à sa partie inférieure, pour lesquelles les aberrations chromatiques provoquent une irisation importante de la limite de coupure 6 '. Pour remédier un tel effet, selon l'invention, on dispose dans ces zones des éléments déviateurs localisés, 10 9 et 10, provoquant un rabattement et/ou une dispersion latérale de la lumière. Si la lumière est rabattue, en effet, les irisations passent en dessous des limites de coupure. Si l'on utilise des reliefs provoquant un effet 15 de dispersion latérale, ou de diffusion, l'effet des aberrations chromatiques, au niveau de la coupure, se trouve fortement réduit. Les éléments déviateurs tels que définis peuvent être solidaires de la lentille (comme représenté aux figures 2 a et 2 b), ou d'une glace transparente juxtaposée à la lentille De façon générale, de tels éléments déviateurs peuvent être disposés à n'importe quel niveau du trajet des rayons, en aval de l'écran 5 En effet, si les aberrations chromatiques n'interviennent qu'au niveau de 25 la lentille 4, une diffusion ou une dispersion des rayons lumineux en amont de la lentille atténue toujours l'effet des aberrations chromatiques sur la coupure. Dans chaque cas particulier, l'homme de l'art sait définir sans hésitation la nature des éléments dévia30 teurs à utiliser. On peut cependant indiquer, de façon générale, que les éléments déviateurs sont avantageusement répartis selon des bandes jouxtant respectivement le bord supérieur et le bord inférieur de la lentille, comme représenté sur la figure 2 b Avantageusement, les hauteurs hl et h 2 de ces bandes sont comprises entre le 1/10 et le 1/4 de la hauteur h de la lentille 4 elle-même. REVENDICATIONS 1 Projecteur susceptible d'émettre un faisceau lumineux à coupure, pour véhicule automobile, ce projecteur comportant à cet effet: un réflecteur elliptique ( 1) présentant un axe optique ( 2), un premier foyer (F 1) relativement proche de ce réflecteur ( 1) et un deuxième foyer (F 2) relativement éloigné de ce réflecteur ( 1), une source lumineuse ( 3) placée au voisinage du premier foyer (F 1) du réflecteur ( 1), une lentille convergente ( 4) disposée à l'opposé du réflecteur ( 1) par rapport au deuxième foyer (F 2) de celui-ci, cette lentille ( 4) présentant un axe optique confondu avec celui ( 2) du réflecteur ( 1) et un foyer au voisinage du deuxième foyer (F 2) de celui-ci, un écran d'occultation ( 5) disposé au voisinage du foyer (F 2) de la lentille ( 4) et présentant un bord ( 6) proche de l'axe optique ( 2) pour définir un faisceau coupé, caractérisé en ce qu'il est prévu, au voisinage de la lentille ( 4), dans sa partie supérieure ( 7) et dans sa partie inférieure ( 8), des éléments déviateurs localisés ( 9, 10) provoquant une dispersion latérale et/ou un rabattement de la lumière traversant lesdites parties ( 7,8) de la lentille ( 4) pour réduire les effets des aberrations chromatiques au voisinage de la coupure. 2 Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments déviateurs ( 9,10) sont directement solidaires de la lentille ( 4). 3 Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments déviateurs ( 9,10) sont 30 solidaires d'une glace transparente, juxtaposée à la lentille ( 4). 4 Projecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites parties supérieure ( 7) et inférieure ( 8) munies d'éléments déviateurs ( 9,10) sont limitées à des bandes jouxtant respectivement le bord supérieur et le bord inférieur de la lentille, la hauteur (hl, h 2) de chacune de ces bandes étant comprise entre 1/10 et 1/4 de la hauteur (h) de la lentille ( 4).