Brevet FR2755210A1 — publié le 19980430

La présente invention concerne des projecteurs pour véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un projecteur du type de celui décrit dans le brevet français n 81 18679 appartenant à la Demanderesse publié sous le n 2 514 105. Ce projecteur comprend une source lumineuse réelle, des moyens pour concentrer le rayonnement lumineux issu de cette source sur l'extrémité d'un conduit de lumière muni d'une pluralité de facettes constituant autant de sources lumineuses virtuelles et coopérant avec une pluralité d'éléments dioptriques homologues pour constituer un ensemble de faisceaux élémentaires venant se fondre en un faisceau unique. Selon l'exemple typique décrit dans le brevet français n 2 514 105, le conduit de lumière est constitué par un unique barreau transparent disposé à l'horizontal et transversalement à la direction d'éclairement, l'avant du barreau étant constitué par une face verticale de sortie de lumière, et l'arrière du barreau comportant une série de décrochements en hauteur délimitant une série de facettes de réflexion oblique, ces facettes étant disposées en relation de coopération optique avec des lentilles d'axe parallèle à la direction d'éclairement pour que ces lentilles projettent dans cette direction, des images correspondant aux facettes. Un tel projecteur présente cependant comme inconvénient principal le fait que l'on ne peut pas maîtriser la quantité de flux lumineux arrivant sur chacune des facettes dudit barreau optique unique, du fait des réflexions multiples des rayons lumineux à l'intérieur de ce dernier. En effet, à cause des réflexions multiples incontrôlables des rayons lumineux à l'intérieur du barreau, il peut s'avérer qu'une ou plusieurs facettes de ce barreau soi(en)t très faiblement éclairée(s). Ceci a pour conséquence d'altérer la qualité du faisceau lumineux finalement obtenu. Afin de résoudre l'inconvénient précité, la présente invention propose un nouveau projecteur dans lequel la conduction du flux lumineux entre la source lumineuse réelle et chaque facette, est individualisée de façon à pouvoir maîtriser l'éclairement desdites facettes et obtenir le faisceau lumineux final prévu. Plus particulièrement, dans le projecteur selon l'invention, le conduit de lumière comporte une pluralité de lames transparentes juxtaposées selon au moins une direction, chaque lame transparente s'étendant selon l'axe longitudinal du conduit de lumière et comportant, au moins à son extrémité la plus éloignée de la source lumineuse réelle, une facette de réflexion oblique, lesdites facettes étant disposées de manière à coopérer optiquement avec lesdits éléments dioptriques d'axe parallèle à la direction d'éclairement pour que ceux-ci projettent dans cette direction, des images correspondant aux facettes. Selon un mode de réalisation du projecteur conforme à l'invention, les lames transparentes présentent des longueurs différentes. Elles sont superposées selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal du conduit de lumière. Chaque lame transparente présentant une face avant de sortie de la lumière peut comprendre dans sa partie arrière au moins un décrochement délimitant une autre facette de réflexion oblique, ladite facette étant disposée de manière à coopérer optiquement avec l'élément dioptrique correspondant. Avantageusement, selon l'invention, chaque lame transparente présente un indice de réfraction supérieur à 1, 4. Ceci permet d'éviter au maximum les pertes de flux lumineux par réfraction. Selon l'invention, il peut être également prévu que chaque lame transparente comporte des faces internes munies d'un revêtement réfléchissant. En particulier, selon l'invention, l'interface entre deux lames transparentes juxtaposées est aluminée. Par ailleurs, avantageusement, conformément à la présente invention, pour réaliser un faisceau de coupure, il est prévu des caches disposés sur le trajet de certains faisceaux élémentaires d'au moins certaines facettes, soit directement sur certaines facettes, soit sur la face avant des lames transparentes considérées. Selon un autre mode de réalisation, conformément à la présente invention, pour réaliser un faisceau de coupure, certaines facettes ont un profil correspondant à la forme de coupure désirée. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés: - la figure 1 est une vue partielle schématique en perspective d'un projecteur selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe dans un plan vertical du projecteur de la figure 1, - la figure 3 est une vue de face de l'extrémité du conduit de lumière du projecteur des figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue schématique d'une lame transparente inclinée de sorte que sa face avant de sortie de lumière ne soit plus verticale. Il est bien entendu que pour tous les détails de réalisation des éléments communs entre le projecteur selon la présente invention et le projecteur décrit dans le brevet d'invention n 2 514 105 appartenant à la Demanderesse, on se reportera directement à la description de ce dernier et en particulier, à la description des figures la, lb, 2, 3a à 3c de celui-ci. En référence aux figures 1 à 3 de la présente demande de brevet, on a représenté un projecteur de véhicule automobile qui comprend une source lumineuse réelle 101 et des moyens 102 pour concentrer le rayonnement lumineux issu de cette source sur l'extrémité d'un conduit de lumière 200. Les moyens de concentration du rayonnement lumineux émis de la source lumineuse réelle 101, sont constitués essentiellement par un réflecteur ou miroir elliptique 102, la source lumineuse 101 étant constituée par le filament d'une lampe d'automobile, disposée de préférence dans l'axe du réflecteur elliptique 102, à un de ses foyers. Le flux lumineux issu de la source lumineuse réelle 101 est réfléchi par le réflecteur elliptique 102 selon un ensemble de rayons qui converge vers la zone focale du deuxième foyer dudit réflecteur elliptique. On pourra prévoir, comme cela est prévu pour le projecteur décrit dans le brevet d'invention n 2 514 105, que le réflecteur elliptique 102 soit muni d'une ouverture (ici non représentée) constituant une fenêtre de lumière laissant passer directement les rayons issus de la source lumineuse réelle. Dans l'axe du réflecteur elliptique 102 s'étend le conduit de lumière 200. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, ce conduit de lumière 200 comporte une pluralité de lames transparentes, ici de différentes longueurs, juxtaposées selon au moins une direction, chaque lame transparente s'étendant suivant l'axe longitudinal du conduit de lumière et sensiblement transversalement à la direction d'éclairement E. Dans cet exemple de réalisation, l'axe longitudinal du conduit de lumière s'étend horizontalement. Le conduit de lumière 200 comporte en particulier quatre lames transparentes 210, 220, 230, 240, de différentes longueurs, ici superposées selon la direction X verticale et transversale à l'axe du conduit de lumière et à la direction d'éclairement E. Chaque lame transparente est réalisée en verre ou en tout autre matière transparente similaire, ayant un indice de réfraction aussi élevé que possible et préférentiellement supérieur à 1, 4. Chaque lame transparente 210, 220, 230, 240 comporte à son extrémité la plus éloignée de la source lumineuse réelle 101, une facette de réflexion oblique 210a, 220a, 230a, 240a, lesdites facettes étant disposées de manière à coopérer optiquement avec des éléments dioptriques, ici des lentilles non représentées, d'axe parallèle à la direction d'éclairement pour que ces lentilles projettent dans cette direction des images correspondant aux facettes. En effet, à l'avant du système optique ainsi défini ci-dessus, il est prévu un ensemble d'éléments dioptriques, lentilles convergentes (ici non représentées) dont les axes sont sensiblement parallèles à la direction d'éclairement E. Les lentilles sont disposées en relation de coopération optique avec les facettes 210a, 220a, 220b, 230a, 240a qui sont sensiblement disposées au foyer des lentilles. Chaque lame transparente comporte une face d'entrée de la lumière s'étendant transversalement à l'axe longitudinal du conduit de lumière. L'ensemble des faces d'entrée de la lumière desdites lames constitue la face d'entrée du conduit de lumière (voir figure 3). Chaque lame transparente 210, 220, 230, 240 comporte en outre une face de sortie de lumière 211,221, 231, 241 qui selon le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2 s'étend verticalement et perpendiculairement à la direction d'éclairement repérée par la flèche E. Bien entendu, selon une variante de réalisation représentée plus particulièrement sur la figure 4, on peut prévoir que la face de sortie de la lumière de chaque lame transparente 250 présente une inclinaison a, It par rapport à l'axe vertical et donc une inclinaison d'un angle f3 différent de 90 degrés par rapport à la direction d'éclairement E. En outre, il est possible selon la présente invention, comme le montre les figures i et 2 qu'une ou plusieurs lames transparente(s) comporte(nt) d'autres facettes de réflexion 220b, ces facettes 220b étant délimitées par des décrochements de hauteur égale à e, prévus dans la partie arrière de chaque lame, comme cela est le cas en particulier de la lame transparente 220. Les facettes de réflexion 210a, 220a, 220b, 230a, 240a du conduit de lumière 200 sont inclinées par rapport à la direction d'éclairement E, leur inclinaison étant comprise entre 35 et 55 degrés, et de préférence égale à degrés. On se reportera par exemple au mode de réalisation représenté sur la figure 3c du brevet n 2 514 105, selon lequel on peut voir que pour un indice de réfraction de 1,7, on atteint un optimum pour un angle de facettes de 53 degrés par rapport à la direction d'éclairement E. En particulier, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 4, la lame transparente présentant une inclinaison différente de 90 degrés par rapport à la direction d'éclairement E, nécessairement la facette de réflexion 251 associée présente une inclinaison par rapport à la verticale différente de 45 degrés pour réfléchir un faisceau lumineux dans la direction d'éclairement. Avantageusement, pour éviter les pertes de flux lumineux par réfraction, il peut être prévu que les faces internes latérales, avant et arrière de chaque lame transparente soient revêtues d'un revêtement réfléchissant. En particulier, les interfaces entre les lames transparentes peuvent être aluminées. Les lames transparentes 210, 220, 230, 240 sont assemblées entre elles par collage en des points ponctuels. Comme cela a déjà été décrit dans le brevet d'invention n 2 514 105, il peut être prévu une lentille convergente disposée en regard de la fenêtre prévue dans le miroir elliptique 102 en relation de coopération optique avec la source lumineuse réelle 101 qui est sensiblement à son foyer. De plus, on peut prévoir un miroir semi-réfléchissant disposé au deuxième foyer du miroir elliptique 101 entre la source lumineuse et l'entrée du conduit de lumière 200 formée par la juxtaposition, ici la superposition, des faces d'entrée des lames transparentes le constituant. Dans ce cas, il est prévu une lentille convergente disposée de la même manière que les lentilles associées aux facettes des lames transparentes, en relation de coopération optique avec le miroir semi-réfléchissant qui est sensiblement disposé au foyer de cette lentille convergente. Avec la disposition précitée, le flux lumineux issu de la source de lumière réelle 101, réfléchi par le miroir elliptique 102, pénètre dans le conduit de lumière et dans chaque lame transparente 210, 220, 230, 240 le constituant par leur section d'entrée respective et s'y trouve réfléchi, dans un régime de réflexion totale, par les facettes 210a, 220a, 220b, 230a, 240a associées. Les faisceaux élémentaires réfléchis sont repris par les lentilles (non représentées) qui projettent vers l'avant du projecteur les faisceaux lumineux correspondants. De même, le flux lumineux intercepté par le miroir semi- réfléchissant interposé entre la source lumineuse et l'entrée de conduit de lumière est repris par la lentille associée et le flux lumineux direct passant par la fenêtre du miroir elliptique est repris par la lentille associée. Avec une telle disposition, il est possible de maîtriser l'éclairement de chaque facette puisque le flux rentrant dans une lame transparente est conduit forcément jusqu'à la facette réfléchissante située à l'extrémité de ladite lame. Chaque lame transparente constitue un conduit de lumière individuel pour une facette du conduit de lumière du projecteur selon l'invention. On peut doser l'éclairement de chaque facette par le dosage d'éclairement de chaque lame transparente portant ladite facette et former ainsi le faisceau lumineux final prévu. En projection, chaque facette à réflexion totale 210a, 220a, 220b, 230a, 240a, donne sur un écran, à travers la lentille correspondante une image correspondant au flux d'entrée reçue par la facette et projetée selon la direction E, l'image virtuelle donnée par chaque facette ayant une largeur égale au côté de la face d'entrée de la lame transparente correspondante et une hauteur égale à la hauteur de la lame ou à la hauteur du décrochement e (en ce qui concerne la facette 220b de la lame 220). Les différents faisceaux élémentaires se fondent en un faisceau d'émission unique et par une disposition judicieuse des axes des lentilles plus ou moins décalés par rapport aux axes des faisceaux élémentaires qu'elles interceptent, on peut réaliser toute disposition d'éclairement, pour un éclairement global pour véhicule automobile. En particulier, on peut faire en sorte que les images projetées en correspondance avec les différentes facettes soient superposées ou juxtaposées et l'on peut, de même superposer à ces images ou juxtaposer à ces images, celles qui proviennent de la fenêtre du miroir elliptique ou du miroir semi-réfléchissant. Pour réaliser un faisceau de coupure, il est prévu selon l'invention comme le montre plus particulièrement la figure 1, des caches 301, 302, 303 disposés sur le trajet de certains faisceaux élémentaires d'au moins certaines facettes 210a, 220a, 200b, ici sur la face avant des lames transparentes correspondantes. Selon une variante non représentée, on peut prévoir que ces caches soient directement posés sur les facettes concernées. En outre, selon une autre variante, on peut aussi prévoir que certaines facettes présentent le profil correspondant à la forme de la coupure désirée. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. En particulier, on peut envisager de réaliser un conduit de lumière avec des lames transparentes juxtaposées selon une direction horizontale transversale à l'axe longitudinal du conduit de lumière, par exemple dans la direction d'éclairement, qui présentent des longueurs égales de telle sorte que les facettes d'extrémité desdites lames soient également juxtaposées selon cette direction transversale avec éventuellement des inclinaisons différentes. REVENDICATIONS 1. Projecteur pour véhicule automobile, comprenant une source lumineuse réelle (101), des moyens (102) pour concentrer le rayonnement lumineux (100) issu de cette source sur l'extrémité d'un conduit de lumière (200) muni d'une pluralité de facettes (210a, 220a, 220b, 230a, 240a) constituant autant de sources lumineuses virtuelles et coopérant avec une pluralité d'éléments dioptriques homologues pour constituer un ensemble de faisceaux lumineux élémentaires venant se fondre en un faisceau unique, caractérisé en ce que le conduit de lumière (200) comporte une pluralité de lames transparentes (210, 220, 230, 240...), juxtaposées selon au moins une direction (X), chaque lame transparente (210, 220, 230, 240...) s'étendant selon l'axe longitudinal dudit conduit de lumière (200) et comportant, au moins à son extrémité la plus éloignée de la source lumineuse réelle (101), une facette de réflexion oblique (210a, 220a, 230a, 240a...), lesdites facettes étant disposées de manière à coopérer optiquement avec lesdits éléments dioptriques d'axe parallèle à la direction d'éclairement (E) pour que ceux-ci projettent dans cette direction des images correspondant aux facettes. 2. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites lames transparentes (210, 220, 230, 240...) présentent des longueurs différentes. 3. Projecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les lames transparentes (210, 220, 230, 240...) sont superposées selon une direction (X) perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit conduit de lumière (200). 4. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque lame transparente (220) comportant une face avant de sortie de lumière (221), comprend dans sa partie arrière au moins un décrochement délimitant une autre facette de réflexion oblique (220b), disposée de manière à coopérer optiquement avec l'élément dioptrique correspondant. 5. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque lame transparente (210, 220, 230, 240) présente un indice de réfraction supérieur à 1, 4. 6. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque lame transparente (210, 220, 230, 240) comporte des faces internes munies d'un revêtement réfléchissant. 7. Projecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'interface entre deux lames transparentes juxtaposées est aluminée. 8. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les facettes de réflexion (210a, 220a, 220b, 230a, 240a) des lames transparentes (210, 220, 230, 240...) présentent une orientation par rapport à la direction d'éclairement (E) comprise environ entre 35 et 55 degrés. 9. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pour la réalisation d'un faisceau de coupure, il est prévu des caches (301, 302, 303) disposés sur le trajet de certains faisceaux élémentaires d'au moins certaines facettes de réflexion (210a, 220a, 220b), soit directement sur certaines facettes, soit sur la face avant des lames transparentes considérées. 10. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pour réaliser un faisceau de coupure, certaines facettes de réflexion ont un profil correspondant à la forme de coupure désirée.