Brevet FR2710966A1 — publié le 19950414

Projecteur à conduit de lumière, notamment pour véhicule automobile L'invention concerne un projecteur du type à conduit de lumière. Le projecteur de l'invention sera décrit plus particulièrement dans le contexte d'un projecteur pour véhicule automobile, mais cette application n'est nullement limitative et les enseignements de l'invention peuvent être directement utilisés pour d'autres applications dans le domaine général des systèmes d'éclairage et des produits à fibres optiques ou guides de lumière. On connaît déjà des projecteurs à conduit de lumière, dont l'une des formes de réalisation est illustrée sur la figure 1. Ce projecteur connu comporte une source lumineuse 10 approximativement ponctuelle et deux demi-réflecteurs 20, situés chacun de part et d'autre d'un axe médian A. Chacun des deux demi-réflecteurs définit une surface E, E' en forme de portion d'ellipsoïde ayant, respectivement, leurs premiers foyers F1 confondus et situés sensiblement à l'emplacement de la source 10 et leurs seconds foyers F2 et F'2 décalés par rapport à l'axe A. Un élément conducteur de lumière 30 comporte deux canaux ou conduits 31, par exemple constitués chacun d'un faisceau de fibres optiques ou d'un guide de lumière, dont l'un des embouts 32 forme une face d'entrée de flux et est disposé sensiblement à l'endroit du second foyer respectif F2 ou F'2 de l'ellipsoïde et dont l'autre embout forme une face de sortie 33 délivrant un flux lumineux à un système optique utilisateur, par exemple un réflecteur 40. Cette configuration permet notamment de disposer de deux sources lumineuses quasi-ponctuelles en deux endroits précis du système optique 40 à partir d'une source lumineuse unique et déportée, ce qui est particulièrement avantageux au plan de l'encombrement et de la protection thermique du système optique utilisateur. L'inconvénient d'un tel projecteur tient au fait que la surface des embouts 32, qui reçoivent le flux lumineux, est relativement faible pour recueillir la lumière en provenance du réflecteur. De plus, l'espace situé entre les deux faisceaux de fibres 31 ne reçoit que peu de flux lumineux et n'est pas exploité. Enfin, le réflecteur est fixe et la lumière se propage dans les fibres optiques sans que l'on puisse influer sur cette propagation, de sorte que cette configuration ne convient qu'à un projecteur à fonction unique. L'un des buts de la présente invention est de pallier ces divers inconvénients et limitations, en proposant un projecteur à guide de lumière permettant d'optimiser l'utilisation du flux lumineux produit par la source et procurant sélectivement plusieurs fonctions différentes, par exemple éclairage de route, éclairage de croisement et éclairage antibrouillard avec un seul et même projecteur et à partir d'une source lumineuse unique. A cet effet, la présente invention propose un projecteur du type générique "à conduit de lumière" précité, c'est-à-dire comprenant: une source lumineuse ; un organe conducteur de lumière, comprenant une pluralité de moyens formant conducteurs de lumière latéraux s'étendant parallèlement à un axe longitudinal médian du projecteur et décalés par rapport à celui-ci, chacun de ces canaux latéraux présentant une face d'entrée recevant un flux lumineux issu de la source et une face de sortie délivrant ce flux lumineux à un système optique utilisateur ; et une pluralité de réflecteurs latéraux disposés autour de la source, chacun de ces réflecteurs s'étendant d'un même côté de l'axe médian et étant en forme de portion d'ellipsoïde de révolution ayant un premier foyer situé sensiblement à l'endroit de la source et un second foyer situé sensiblement à l'endroit de la face d'entrée d'un conduit latéral respectif. Selon la présente invention, il est également prévu au voisinage de la source un réflecteur central en forme de portion de paraboloïde de révolution ayant son foyer situé sensiblement à l'endroit de la source et dont l'axe est sensiblement confondu avec l'axe médian ; et l'organe conducteur de lumière comprend en outre un conduit conducteur de lumière central s'étendant suivant l'axe médian, ce canal central étant entouré par les conduits latéraux et recevant le flux lumineux réfléchi par le réflecteur central. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, les conduits latéraux possèdent des ouvertures numériques non toutes identiques, et il est prévu des moyens sélecteurs, pour modifier les associations entre réflecteurs latéraux et conduits latéraux de manière à modifier la répartition du flux lumineux délivré au système optique en sortie de l'organe conducteur de lumière. Ces moyens sélecteurs peuvent notamment comprendre des moyens pour entraîner en rotation relative les réflecteurs par rapport aux conduits latéraux, ces derniers étant disposés autour de l'axe médian avec une répartition angulaire uniforme. Dans ce mode de réalisation particulier, on peut notamment prévoir que les ouvertures numériques et les décalages par rapport à l'axe médian de chaque conduit latéral, d'une part, et les positions des seconds foyers des réflecteurs latéraux, d'autre part, soient choisis de manière que, selon la position des moyens sélecteurs, le flux lumineux reçu par un conduit donné frappe la face d'entrée de celuici avec un angle d'incidence inférieur ou supérieur, selon le cas, à l'angle limite de réfraction, de manière à permettre ou non la propagation du flux lumineux dans ce conduit selon la position des moyens sélecteurs. Ceci permet notamment de faire correspondre les différentes répartitions d'éclairement obtenues, en sortie du système optique, pour diverses positions correspondantes des moyens sélecteurs aux diverses fonctions spécifiques d'un projecteur automobile, notamment éclairage de route, de croisement ou antibrouillard. L'éclairage procuré par le flux lumineux issu du conduit central correspond alors à l'éclairement d'une zone devant l'être quelle que soit la fonction du projecteur, tandis que l'éclairage procuré par les flux lumineux issus d'au moins certains des conduits latéraux correspond à un éclairement sélectif de zones spécifiques selon la fonction du projecteur. 0 On va maintenant décrire en détail un exemple de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés. La figure 1, précitée, décrit un projecteur à conduit de lumière selon l'art antérieur. La figure 2 montre, de façon schématique, un projecteur à conduit de lumière selon l'invention. La figure 3 est une perspective de ce même projecteur montrant la disposition relative des différents éléments. La figure 4 est un diagramme d'éclairement illustrant les différentes possibilités d'éclairage permises par le projecteur de l'invention. 0 Sur la figure 2, la référence 10 désigne la source lumineuse, quasi-ponctuelle, associée à une pluralité de réflecteurs 20 (par exemple cinq réflecteurs différents, comme illustré sur la figure 3, mais ce nombre n'est en aucune façon limitatif). Chaque réflecteur est formé d'une portion d'ellipsoïde de révolution E1,...Ei,,,.E ayant un pre- mier foyer F1 situé approximativement à l'endroit de la source et un second foyer respectif F12s.* Fi2, ...fi2 situé à l'endroit de la face d'entrée 32 d'un conduit de lumière 31 de l'organe conducteur de lumière 30. Outre les réflecteurs en forme d'ellipsoïde 20, le projecteur de l'invention comporte un réflecteur central 50, en forme de paraboloïde de révolution P de foyer F1 et d'axe A. Ce réflecteur central 50 va ainsi récupérer le flux lumineux émis par la source dans un angle solide très important, avantageusement supérieur à 2x stéradians (c'est-à-dire plus de la moitié du flux lumineux émis par la source, si l'on suppose que celle-ci rayonne de façon uniforme) et renvoyer celui-ci vers un conduit de lumière central 34. L'organe conducteur de lumière 30 comporte ainsi une zone centrale 34, recevant le flux lumineux avec une incidence normale, entourée d'une pluralité de conduits latéraux Z1, Z2, ... recevant le flux lumineux réfléchi par les portions d'ellipsoïde 20 sous une incidence variable, inclinée par rapport à la normale. La configuration optique est comparable à celle de la figure 1, à la différence près que l'on peut avantageusement prévoir que les divers ellipsoïdes auront leur grand axe D1,...Di,... Dj incliné d'un angle respectif 01" Oi,,, Oj O qui ne sera pas le même pour tous les ellipsoïdes. Par exemple, comme illustré sur la figure 2, le grand axe Dj forme par rapport à l'axe A un angle 0; suffisamment faible pour que les rayons incidents frappant la face d'entrée 32 du conduit correspondant Fj2 se réfractent à l'intérieur de celui-ci est se propagent donc le long de la fibre du faisceau. Chaque conduit individuel est notamment formé d'un faisceau de fibres optiques parallèles telles que celle illustrée en 35 sur la figure 2. En revanche, le grand axe Di forme par rapport à l'axe A un angle Oi tel que le rayon lumineux va se réfléchir sur la face d'entrée 32 et ne se propagera donc pas à l'intérieur du conduit de lumière correspondant. Par ailleurs, on choisit avantageusement pour les divers conduits de lumière latéraux des ouvertures numériques ON1, ON2, . . non toutes identiques, et on prévoit que l'ensemble du réflecteur (avec ses diverses sections paraboliques et elliptiques) puisse tourner autour de l'axe A, par exemple au moyen d'une motorisation 60 (figure 3), l'organe conducteur de lumière 30 restant, quant à lui, fixe (mais on pourrait prévoir la configuration inverse, avec un réflecteur fixe et un organe 30 mobile, en fonction de l'application envisagée). Si l'on suppose que les diverses zones Z1, Z2, etc. sont réparties uniformément autour de la zone centrale 34 et que les réflecteurs elliptiques 20 sont en nombre égal à celui des conduits latéraux 31 (ou que ces nombres sont multiples l'un de l'autre), on voit que la rotation du réflecteur va permettre de disposer d'autant de combinaisons réflecteur/conduit latéral que de positions angulaires possibles. Comme les réflecteurs ont des angles d'inclinaison o différents et/ou les conduits latéraux ont des ouvertures numériques ON différentes, on va ainsi présenter devant la face d'entrée d'un conduit latéral donné un réflecteur différent de sorte que, selon la combinaison angle 0/ouverture numérique ON considérée, le flux lumineux incident arrivera sur la face d'entrée avec un angle supérieur ou inférieur, selon le cas, à l'angle limite de réfraction, de sorte que ce flux lumineux se propagera ou ne se propagera pas dans le conduit latéral correspondant. On peut ainsi jouer sur les combinaisons de réflecteurs et de conduits latéraux pour modifier sélectivement la transmission de lumière dans les différents conduits latéraux. En revanche, le flux lumineux entrant dans le conduit central 34 le sera toujours sous une incidence normale, et sera donc transmis en toutes circonstances, quelle que soit la position angulaire du réflecteur. On peut notamment prévoir que les fibres de la zone centrale 34 éclaireront une zone de la route devant l'être quel que soit le mode d'utilisation du projecteur (faisceau de route, faisceau de croisement ou faisceau antibrouillard), tandis que les fibres des conduits latéraux pourront servir à éclairer les zones de la route correspondant à une fonction spécifique du projecteur, sélectionnées simplement par une rotation d'un angle donné du réflecteur autour de l'axe médian A. La figure 4 est un exemple de diagramme d'éclairage obtenu avec un tel projecteur : la zone C3 y correspond à une zone toujours éclairée, qui l'est donc par le flux lumineux transmis par le conduit central 34, tandis que les zones C1, C2 et C4 à C7 ne sont éclairées que sélectivement, d'après la fonction choisie (éclairage de route, de croisement, ou antibrouillard), par le flux lumineux issu des conduits latéraux respectifs correspondants. REVENDICATIONS 1. Un projecteur, notamment pour véhicule automobile, comprenant: - une source lumineuse (10), - un organe conducteur de lumière (30), comprenant une plura lité de conduits de lumière latéraux (31) s'étendant parallèle ment à un axe longitudinal médian (A) du projecteur et déca lés par rapport à celui-ci, chacun de ces canaux latéraux pré sentant une face d'entrée (32) recevant un flux lumineux issu de la source et une face de sortie (33) délivrant ce flux lumi neux à un système optique utilisateur (40), et - une pluralité de réflecteurs latéraux (20) disposés autour de la source, chacun de ces réflecteurs s'étendant d'un même côté de l'axe médian et étant en forme de portion d'ellipsoïde de révo lution (Ei) ayant un premier foyer (F1) situé sensiblement à l'endroit de la source et un second foyer (Fi2) situé sensible ment à l'endroit de la face d'entrée d'un conduit latéral respec tif, caractérisé en ce que - il est également prévu au voisinage de la source un réflecteur central (50) en forme de portion de paraboloïde de révolution (P) ayant son foyer (F1) situé sensiblement à l'endroit de la source et dont l'axe est sensiblement confondu avec l'axe médian, et - l'organe conducteur de lumière comprend en outre un conduit conducteur de lumière central (34) s'étendant suivant l'axe médian, ce canal central étant entouré par les conduits laté raux et recevant le flux lumineux réfléchi par le réflecteur central. 2. Le projecteur de la revendication 1, caractérisé en ce que - les conduits latéraux possèdent des ouvertures numériques non toutes identiques, et - il est prévu des moyens sélecteurs (60), pour modifier les asso ciations entre réflecteurs latéraux et conduits latéraux de manière à modifier la répartition du flux lumineux délivré au système optique en sortie de l'organe conducteur de lumière. 3. Le projecteur de la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens sélecteurs comprennent des moyens pour entraîner en rotation relative (p) les réflecteurs par rapport aux conduits latéraux, ces derniers étant disposés autour de l'axe médian avec une répartition angulaire uniforme. 4. Le projecteur de la revendication 2, caractérisé en ce que les ouvertures numériques et les décalages par rapport à l'axe médian de chaque conduit latéral, d'une part, et les positions des seconds foyers des réflecteurs latéraux, d'autre part, sont choisis de manière que, selon la position des moyens sélecteurs, le flux lumineux reçu par un conduit donné frappe la face d'entrée de celui-ci avec un angle d'incidence inférieur ou supérieur, selon le cas, à l'angle limite de réfraction, de manière à permettre ou non la propagation du flux lumineux dans ce conduit selon la position des moyens sélecteurs. 5. Le projecteur de la revendication 4, caractérisé en ce que les différentes répartitions d'éclairement obtenues en sortie du système optique pour diverses positions correspondantes des moyens sélecteurs correspondent aux diverses fonctions spécifiques d'un projecteur automobile, notamment éclairage de route, de croisement ou antibrouillard, l'éclairage procuré par le flux lumineux issu du conduit central correspondant à l'éclairement d'une zone (C3) devant l'être quelle que soit la fonction du projecteur et l'éclairage procuré par les flux lumineux issus d'au moins certains des conduits latéraux correspondant à un éclairement sélectif de zones spécifiques (C1, C2, C4 à C7) selon la fonction du projecteur.