Brevet FR2670562A1 — publié le 19920619

"Dispositif d'éclairage pour véhicules " L'invention concerne un dispositif d'éclai- rage pour véhicules automobiles avec au moins un ré- flecteur central qui est réalisé sous la forme d'un corps creux essentiellement fermé, avec une source de lumière dont l'élément lumineux s'étend à l'intérieur du réflecteur, et avec des conducteurs optiques par- tant de la périphérie du réflecteur pour le transport de la lumière aux appareils d'éclairage du véhicule. Un tel dispositif d'éclairage est connu par le document EÉ-A 2-0 367 032 Ce dispositif d'éclairage comporte un réflecteur central qui est réalisé sous la forme d'un corps creux essentiellement clos Le dispo- sitif d'éclairage comporte, en outre, une source lumi- neuse dont l'élément lumineux est disposé à l'inté- rieur du réflecteur Ce réflecteur est constitué par une enveloppe de la source lumineuse munie d'un revê- tement réfléchissant La source lumineuse est réalisée sous la forme d'une lampe luminescente à gaz dont les20 électrodes pénètrent dans le réflecteur et entre les- quelles s'étend l'élément lumineux en forme d'arc électrique A la périphérie du réflecteur sont aména- gées plusieurs fixations de conducteurs optiques, le réflecteur étant transparent à la lumière dans la zone25 de ces fixations de conducteurs optiques Ces fixa- tions de conducteurs optiques sont réparties dans une section transversale du réflecteur uniformément sur la périphérie de celui-ci Ces fixations de conducteurs optiques peuvent seulement capter la lumière directe- ment émise vers elles par l'élément lumineux de la source de lumière et, dans le cas d'une réalisation sphérique du réflecteur, capter la lumière émise par l'élément lumineux vers les parties du réflecteur pla- cées en face des fixations des conducteurs optiques et réfléchissant la lumière sur ces fixations Une ré- flexion ciblée de la lumière sur les fixations des conducteurs optiques, n'est pas possible dans cette réalisation du réflecteur, de sorte qu'une partie im- portante de la lumière réfléchie par le réflecteur ne peut pas entrer dans les fixations de conducteurs op- tiques A ces fixations sont raccordés des conducteurs optiques qui aboutissent aux appareils d'éclairage du véhicule Les appareils d'éclairage du véhicule com- portent des lentilles, pour le captage et le rayonne- ment orienté de la lumière sortant des conducteurs op- tiques Il est cependant difficile de capter avec les lentilles, la totalité de la lumière sortant des con- ducteurs optiques dans une zone angulaire déterminée. Les fixations des conducteurs optiques sur le réflecteur ont des sections rondes Les images de l'élément lumineux réfléchies par le réflecteur ont toutefois, tout comme l'élément lumineux lui-même, une forme allongée, de sorte que le dispositif d'éclaira- ge, pour cette raison également, n'a pas un bon rende- ment. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients et, à cet effet, le dispositif d'éclai- rage conforme à l'invention est caractérisé en ce que le réflecteur est constitué par plusieurs parties de réflecteur qui comportent respectivement deux foyers FI et F 2, tandis que les premiers foyers Fl des par- ties de réflecteur coïncident et que l'élément lumi- neux s'étend dans leurs zones, que le second foyer F 2 de chaque partie de réflecteur se situe respectivement tout au moins au voisinage de la surface d'au moins une des autres parties de réflecteur et que les con- ducteurs optiques partent respectivement des parties de réflecteur au voisinage des seconds foyers F 2. Le dispositif d'éclairage pour véhicules, conforme à l'invention, présente l'avantage qu'à peu près la totalité de la lumière émise par la source lu- mineuse et réfléchie par le réflecteur, peut entrer dans les conducteurs optiques, et qu'ainsi le rende- ment du dispositif d'éclairage est notablement amélio- ré. D'autres caractéristiques de l'invention concernent des formes de réalisation avantageuses et des compléments de celle-ci. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, les parties de réflecteur sont des parties d'el- lipsoïde de révolution dont l'axe de révolution coïn- cide avec la ligne de jonction du premier et du second foyers respectifs Fl et F 2. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, les ellipsoïdes de révolution ont une excentri- cité numérique de 0,3. L'agencement des parties de réflecteur pour obtenir un meilleur rendement est caractérisé en ce que le réflecteur comporte un nombre pair de parties de réflecteur, tandis que le second foyer F 2 de chaque partie de réflecteur se situe au sommet de la partie de réflecteur respectivement placée en face; et que le réflecteur comporte un nombre impair de parties de ré- flecteur et que le second foyer F 2 de chaque partie de réflecteur se situe à la transition entre les deux parties de réflecteur respectivement opposées. Le rendement du dispositif d'éclairage peut encore être amélioré en ce que l'élément lumineux de la source lumineuse a une extension longiforme et que les conducteurs optiques à leurs extrémités partant du réflecteur ont une section transversale allongée adap- tée à l'extension de l'élément lumineux. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, les appareils d'éclairage du véhicule, reliés par l'intermédiaire des conducteurs optiques au ré- flecteur central, comportent des réflecteurs qui em- brassent un angle solide tel qu'ils captent la lumière issue de ces conducteurs dans une zone angulaire dé- terminée par les propriétés des conducteurs optiques pour la réfléchir de façon orientée et leur géométrie est prévue de façon à obtenir la répartition de lumiè- re exigée De cette façon, les appareils d'éclairage du véhicule peuvent utiliser au mieux la lumière sortant des conducteurs optiques. Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu plusieurs réflecteurs et les appareils d'éclairage du véhicule sont reliés par l'intermédiaire des conducteurs optiques, respective- ment avec au moins deux des réflecteurs. Deux exemples de réalisation de l'invention sont représentés sur les dessins ci-joints et vont être exposés plus en détail dans la description ci- après. la figure 1 montre, selon une représenta- tion simplifiée, un premier exemple de réalisation d'un dispositif d'éclairage, la figure 2 montre en coupe transversale le réflecteur du dispositif d'éclairage de la figure 1, la figure 3 montre une variante du dispo- sitif d'éclairage de la figure 1, la figure 4 montre un second exemple de réalisation du dispositif d'éclairage, la figure 5 montre un troisième exemple de réalisation du dispositif d'éclairage, la figure 6 montre une variante du dispo- sitif d'éclairage de la figure 5. Un premier exemple de réalisation d'un dis- positif d'éclairage pour véhicules représenté sur la figure 1, comporte un réflecteur 10 disposé dans une position centrale dans le véhicule Ce réflecteur 10 est constitué de deux parties de réflecteur 11 et 12 qui sont disposées avec leurs ouvertures de sortie de lumière tournées l'une vers l'autre, et qui forment conjointement un corps creux essentiellement clos Les deux parties 11, 12 du réflecteur sont des parties d'ellipsoïde de révolution et elles sont disposées de façon que les premiers foyers F 1 des deux parties de réflecteur coïncident, tandis qu'à la transition entre les deux parties de réflecteur, on a une brisure 13 A l'intérieur du réflecteur 10 est disposée une source de lumière 14 qui peut être une lampe à incandescence ou bien une lampe à décharge de gaz Au voisinage du premier foyer commun Fl des parties de réflecteur 11, 12, s'étend l'élément lumineux 16 de la source de lu- mière 14, cet élément pouvant correspondre à un fila- ment incandescent ou bien à un arc électrique. Le second foyer F 2 des parties de réflecteur 11, 12 se situe sur la surface de l'autre partie res- pective du réflecteur au sommet de celle-ci L'axe de révolution 17 des parties 11, 12 du réflecteur consti- tuant des ellipsoïdes de révolution, coïncide avec la ligne de jonction des premiers et seconds foyers res- pectifs FI et F 2 Les rayons lumineux émis par le corps lumineux 16 sont réfléchis et concentrés par les parties de réflecteur 11, 12 sur chacun des seconds foyers F 2. L'équation des ellipses dont la rotation en- gendre les parties de réflecteur 11, 12 constituant des ellipsoïdes de révolution, est de la forme généra- le: 2 2 x + y = 1 a 2 b 2 dans laquelle: a = grand demi axe de l'ellipse b = petit demi axe de l'ellipse x = coordonnées x y = coordonnées y L'excentricité numérique e de l'ellipse est définie comme suit: e = c/a o c = a 2 b 2 ( 2) La distance focale f de l'ellipse est défi- nie comme étant la distance entre le sommet et le foyer: f = a c ( 3) La constitution du réflecteur 10 à partir des deux parties de réflecteur 11, 12 dont les pre- miers foyers Fl coïncident et dont le second foyer F 2 se situe respectivement au sommet de l'autre partie de réflecteur, implique une excentricité numérique e des ellipsoïdes de révolution égale à 0,3 Lors de la con- ception du réflecteur, il est choisi pour les réflec- teurs de phares, une distance focale appropriée f pour l'ellipse pour laquelle est obtenu un éclairage aussi uniforme que possible Avec les équations ( 2) et ( 3) on peut, à partir de la distance focale choisie f et de l'excentricité numérique nécessaire e = 0,3, calcu- 1 er le grand demi axe a de l'ellipse Le petit demi axe b de l'ellipse est ensuite déterminé par l'inter- médiaire de l'excentricité numérique e Par l'intermé- diaire de l'excentricité numérique e de l'ellipsoïde de révolution, est en outre déterminé l'angle a sous lequel les rayons lumineux réfléchis s'écartant au maximum des normales au sommet de l'ellipsoïde révolu- tion, arrivent au second foyer F 2 Pour l'excentricité numérique e = 0, 3 et la constitution du réflecteur 10 à partir de deux parties de réflecteur 11, 12, cet an- gle a est de 53,13 Les parties de réflecteur 11, 12 comportent à leur sommet, dans la zone du second foyer respectif F 2, chacune une ouverture à travers laquelle est in- troduite l'extrémité d'un conducteur optique 18 Grâce aux parties de réflecteur 11, 12 presque la totalité de la lumière émise par l'élément lumineux 16 est con- centrée sur les deux foyers F 2 et donc sur les extré- mités du conducteur optique Pour pouvoir transmettre la totalité de la lumière tombant sur l'extrémité frontale du conducteur optique, en s'écartant jusqu'à un angle a de la perpendiculaire, le conducteur opti- que doit avoir une ouverture numérique d'une importan- ce correspondante L'ouverture numérique est détermi- née par les propriétés physiques du matériau du con- ducteur optique Pour pouvoir utiliser la totalité de la lumière incidente, l'ouverture numérique doit être au moins aussi grande que le sinus de l'angle a, c'est-à-dire dans le présent exemple, 0,8 Cette va- leur est susceptible d'être atteinte par les matériaux connus pour la fabrication des conducteurs optiques. Les conducteurs optiques 18 conduisent la lumière du réflecteur central 10 aux appareils d'é- clairage 19 du véhicule, dont un seul est représenté sur la figure 1 Sous l'expression, appareils d'éclai- rage du véhicule, sont par exemple rassemblés dans ce cas, des phares, des feux de signalisation, des éclai- rages internes et des lampes témoins Le conducteur optique 18 pénètre dans l'appareil d'éclairage du vé- hicule 19 et y sert de source lumineuse L'appareil d'éclairage 19 du véhicule comporte pour le captage et pour le rayonnement orienté de la lumière sortant du conducteur optique 18, un réflecteur 21 Ce réflecteur 21 peut, par exemple, être constitué par un paraboloï- de de révolution, auquel cas, pour une disposition ap- propriée du conducteur optique 18, dans l'appareil d'éclairage, une moitié du paraboloide de révolution suffit pour le captage de la totalité de la lumière. La section transversale du conducteur opti- que 18 est, comme cela est représenté sur la figure 2, et tout au moins dans sa zone terminale partant du ré- flecteur, réalisée sous une forme allongée, par exem- ple elliptique ou bien rectangulaire, en adaptation à l'extension longiforme de l'élément luminescent 16 de la source de lumière L'utilisation de lampes à dé- charge de gaz a, vis à vis de l'utilisation de lampes à incandescence, l'avantage que l'arc électrique peut être réalisé sous une plus petite surface que le fila- ment d'une lampe à incandescence En outre, les lampes à décharge de gaz comportent dans leur spectre de rayonnement, une fraction d'infra-rouge plus réduite que les lampes à incandescence, de sorte que l'on a une sollicitation thermique moindre du réflecteur et des extrémités des conducteurs optiques Lors de l'u- tilisation de lampes à incandescence comme sources de lumière, il est, selon le cas, nécessaire de mettre en oeuvre des filtres de protection, de réaliser le ré- flecteur comme miroir de lumière froide et/ou de pré- voir une réalisation résistant à la température des extrémités des conducteurs optiques Les conducteurs optiques 18 sont constitués d'une pluralité de fibres individuelles par exemple des fibres de verre ou des fibres de matière plastique, qui sont reliées ensemble par exemple collées Les extrémités partant du réflec- teur central 10 des conducteurs optiques sont fixées dans une monture La fixation des fibres individuelles dans la monture peut s'effectuer au moyen de colle ré- sistant à la température, de soudure de verre ou de métal ou également, par une compression sans colle pu- rement mécanique Les conducteurs optiques 18 peuvent se réunir après le réflecteur, comme cela est repré- senté sur la figure 1, cependant, ils peuvent égale- ment se ramifier pour alimenter plusieurs appareils d'éclairage du véhicule. Dans une variante du réflecteur de la figure 1, représentée sur la figure 3, ce réflecteur est constitué par quatre parties de réflecteur 26 placées deux par deux l'une en face de l'autre Ces quatre parties 26 du réflecteur sont des parties d'ellipsoïde de révolution dont les premiers foyers coïncident, tandis que le second foyer de chaque partie de réflec- teur 26 se situe au sommet de la partie de réflecteur respectivement opposée Les ellipsoïdes de révolution constituant les parties de réflecteur 26 comportent, comme dans le premier exemple de réalisation, une ex- centricité numérique e = 0,3 Un conducteur optique 28 part du sommet de chaque partie de réflecteur 26 La zone angulaire dans laquelle les rayons lumineux ré- fléchis par les parties de réflecteur 26 arrivent sur les extrémités des conducteurs optiques, est notable- ment réduite par rapport au réflecteur de la figure 1, avec seulement deux parties de réflecteur 11, 12, de sorte que les conducteurs optiques 28 n'ont besoin que d'une ouverture numérique plus réduite et peuvent être réalisés en matériau d'un prix de revient plus avanta- geux Le réflecteur 10 peut, en suivant le concept gé- néral de l'invention, être constitué d'un nombre pair de parties de réflecteur, qui comportent toutes un premier foyer commun, tandis que le second foyer de chaque partie de réflecteur se situe au sommet de la partie de réflecteur respectivement opposée, et que de chacun de ces sommets, part un conducteur optique. Dans un autre et second exemple de réalisa- tion du dispositif d'éclairage représenté sur la figu- re 4, le réflecteur central 30 est composé de trois parties de réflecteur 31 Les parties de réflecteur 31 sont des parties d'ellipsoïde de révolution Les pre- miers foyers des trois parties de réflecteur 31 coïn- cident et le second foyer de chaque partie de réflec- teur se situe à la jointure 32 formée à la transition des deux autres parties de réflecteur L'axe de rota- tion de l'ellipsoïde de révolution coïncide avec la ligne de jonction du premier et du second foyers res- pectifs De la jointure 32 entre les parties de ré- flecteur 31, part dans la zone du second foyer respec- tif, un conducteur optique 33 L'élément lumineux 16 de la source de lumière 14 est disposé dans la zone du premier foyer commun des parties de réflecteur 31. Dans cette réalisation du réflecteur 30, la lumière réfléchie par chaque partie de réflecteur 31, est éga- lement concentrée au deuxième foyer de celle-ci o elle entre dans le conducteur optique 33 En suivant le concept général de l'invention, le réflecteur 30 peut être constitué d'un nombre impair de parties de réflecteur qui ont toutes un premier foyer commun, tandis que le second foyer de chaque partie de réflec- teur se situe à la jointure formée à la transition entre les deux parties de réflecteur opposées et un conducteur optique part de chaque second foyer Les appareils d'éclairage 34 du véhicule comportent dans il ce deuxième exemple de réalisation, différent du pre- mier exemple de réalisation, des lentilles 36 pour le captage et le rayonnement orienté de la lumière sor- tant des conducteurs optiques 33 Il est cependant plus difficile avec les lentilles 36, de capter la to- talité de la lumière sortant des conducteurs optiques 33, car ces lentilles doivent être réalisées avec une très petite distance focale, ou bien un très grand diamètre Avec les appareils d'éclairage de véhicules 19 munis de réflecteurs 21 décrits lors du premier exemple de réalisation, une ouverture élevée, c'est-à- dire la saisie d'un grand angle solide qui est néces- saire pour le captage de la totalité de la lumière, est plus facile à obtenir. Sur les figures 5 et 6 est représenté un troisième exemple de réalisation du dispositif d'é- clairage dans lequel il est prévu des réflecteurs 40, 41 constitués par deux parties de réflecteur, réali- sées de façon correspondante au premier exemple de réalisation. Dans le cas du dispositif d'éclairage repré- senté sur la figure 5, tous les conducteurs optiques 42 partant des deux réflecteurs 40, 41 se réunissent tout d'abord pour constituer un tronçon unique de conducteur optique 43 qui se ramifie à nouveau en con- ducteur optique partiel 44 allant vers les appareils d'éclairage du véhicule De cette façon, les appareils d'éclairage du véhicule sont respectivement reliés à deux réflecteurs 40, 41, de sorte que la défaillance de la source lumineuse d'un des réflecteurs n'a pas pour conséquence la défaillance complète des appareils d'éclairage du véhicule, mais se traduit seulement par une intensité lumineuse au total plus réduite. Dans la variante du dispositif d'éclairage de la figure 5, représentée sur la figure 6, un con- ducteur optique 46 partant du premier réflecteur 40 et un conducteur optique 47 partant du second réflecteur 41 sont rassemblés et ensuite à nouveau ramifiés pour constituer des conducteurs optiques partiels 48 allant aux différents appareils d'éclairage du véhicule Ici également, chaque appareil d'éclairage du véhicule est relié aux deux réflecteurs 40, 41, de sorte qu'en cas de défaillance de la source lumineuse d'un réflecteur, les appareils d'éclairage du véhicule sont cependant alimentés en lumière. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'éclairage pour véhicules automobiles avec au moins un réflecteur central ( 10; ) qui est réalisé sous la forme d'un corps creux es- sentiellement fermé, avec une source de lumière ( 14) dont l'élément lumineux ( 16) s'étend à l'intérieur du réflecteur ( 10; 30), et avec des conducteurs optiques ( 18, 33) partant de la périphérie du réflecteur pour le transport de la lumière aux appareils d'éclairage du véhicule ( 19; 34), dispositif d'éclairage caracté- risé en ce que le réflecteur ( 10; 33) est constitué par plusieurs parties de réflecteur ( 11; 26; 31) qui comportent respectivement deux foyers F 1 et F 2, tandis que les premiers foyers FI des parties de réflecteur ( 11; 26; 31) coïncident et que l'élément lumineux ( 16) s'étend dans leurs zones, que le second foyer F 2 de chaque partie de réflecteur ( 11; 26; 31) se situe res- pectivement tout au moins au voisinage de la surface d'au moins une des autres parties de réflecteur ( 11; 26; 31) et que les conducteurs optiques ( 18;33) partent respectivement des parties de réflecteur ( 11; 26; 31) au voisinage des seconds foyers F 2. 2. Dispositif d'éclairage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les parties de réflec- teur ( 11; 26; 31) sont des parties d'ellipsoïde de révolution dont l'axe de révolution ( 17) coïncide avec la ligne de jonction du premier et du second foyers respectifs Fl et F 2. 3. Dispositif d'éclairage selon l'une quel- conque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les ellipsoïdes de révolution ont une excentricité numérique de 0,3. 4. Dispositif d'éclairage selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce que le réflecteur ( 10) comporte un nombre pair de parties de réflecteur ( 11; 26), tandis que le second foyer F 2 de chaque partie de réflecteur ( 11; 26) se situe au sommet de la partie de réflecteur respectivement placée en face. 5. Dispositif d'éclairage selon l'une quel- conque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le réflecteur ( 30) comporte un nombre impair de parties de réflecteur ( 31) et que le second foyer F 2 de chaque partie de réflecteur ( 31) se situe à la transition entre les deux parties de réflecteur respectivement opposées. 6. Dispositif d'éclairage selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément lumineux ( 16) de la source lumineuse ( 14) a une extension longiforme et que les conducteurs opti- ques ( 18; 33) à leurs extrémités partant du réflecteur ( 10; 30) ont une section transversale allongée adaptée à l'extension de l'élément lumineux ( 16). 7. Dispositif d'éclairage selon l'une quel- conque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les appareils d'éclairage du véhicule ( 19) reliés par l'intermédiaire des conducteurs optiques ( 18; 33) au réflecteur central, comportent des réflecteurs ( 21) qui embrassent un angle solide tel qu'ils captent la lumière issue de ces conducteurs dans une zone angu- laire déterminée par les propriétés des conducteurs optiques, pour la réfléchir de façon orientée et leur géométrie est prévue de façon à obtenir la répartition de lumière exigée. 8. Dispositif d'éclairage selon l'une quel- conque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs réflecteurs ( 40; 41) et que les appareils d'éclairage ( 19) du véhicule sont reliés par l'intermédiaire des conducteurs optiques, respec- tivement avec au moins deux des réflecteurs ( 40, 41).