Brevet FR2752910A1 — publié le 19980306

Etat de la technique. L'invention concerne une installation d'éclairage pour véhicule comprenant une source lumineuse et un réflec- teur ayant une surface de réflexion présentant une forme de5 base définie pour que la lumière émise par la source lumi- neuse soit réfléchie sous la forme d'un faisceau ayant une caractéristique prédéterminée, la forme de base de la surface de réflexion ayant une structure ondulée avec des profils on- dulés de dispersion, qui se suivent en alternance avec des profils ondulés collecteurs, pour homogénéiser le faisceau lumineux réfléchi par la surface de réflexion. On connaît déjà une telle installation d'éclairage selon le document EP-0 581 661. Cette installa- tion d'éclairage comprend une source lumineuse et un réflec- teur. Le réflecteur présente une surface de réflexion dont la forme de base est définie pour réfléchir la lumière de la source lumineuse sous la forme d'un faisceau lumineux ayant une caractéristique prédéterminée. Pour homogénéiser la dis- tribution de l'intensité d'éclairage, générée par le faisceau lumineux, c'est-à-dire éviter des plages avec un éclairage fort ou faible, gênant, la surface de réflexion du réflecteur est combinée à une structure ondulée avec des profils d'ondulation successifs, assurant la dispersion et le regrou- pement. Cette structure ondulée doit être définie par des déviations aléatoires de la forme de base de la surface de réflexion. Aucun précision n'est donnée pour l'importance des profils ondulés de dispersion et de regroupement bien que ceux-ci soient importants pour obtenir l'homogénéisation re- cherchée du faisceau lumineux et les profils ondulés assurant le regroupement peuvent provoquer des plages avec un éclai- rage intense, non voulu. Ainsi, cette installation d'éclairage connue ne permet pas de réaliser une homogénéisa- tion suffisante le cas échéant du faisceau de lumière réflé- chi. Les surfaces de réflexion sont combinées à la fois en segments longitudinaux, horizontaux et segments longitudinaux verticaux pour les profils ondulés. On réalise à la fois dans les directions horizontales et dans les directions verticales une déviation du faisceau lumineux par rapport au faisceau lumineux réfléchi par la forme de base de la surface de ré- flexion; en particulier pour des projecteurs passés en état de non éblouissement comme par exemple les feux de croisement5 ou les phares antibrouillard, il n'est pas souhaitable ni le cas échéant autorisé, de dévier le faisceau lumineux dans la direction verticale au- delà de la coupure d'éclairage (limite entre la partie éclairée et la partie sombre). Ainsi, l'installation d'éclairage connue ne peut servir comme pro- jecteur non éblouissant. Avantages de l'invention. La présente invention concerne à cet effet une installation d'éclairage du type défini ci-dessus, caractéri- sée en ce que l'extension (b) des profils ondulés de disper- sion, perpendiculairement aux génératrices, est beaucoup plus grande que l'extension des profils ondulés collecteurs per- pendiculairement aux génératrices. L'installation d'éclairage offre l'avantage que l'extension plus grande, indiquée, des profils ondulés de dispersion par rapport à l'extension des profils ondulés col- lecteurs, permet d'éviter des plages avec une intensité d'éclairage élevée, gênante, et de réaliser ainsi une homogé- néisation suffisante du faisceau lumineux réfléchi. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: * les profils ondulés sont disposés au moins en majorité pour que leurs génératrices soient au moins pratiquement verti- cales. * le faisceau lumineux réfléchi par la surface de réflexion comporte une coupure d'éclairage supérieure avec un segment sensiblement horizontal et un segment croissant par rapport à la direction horizontale et À le profil ondulé dans une plage partielle de la surface deréflexion qui réfléchit la lumière que génère le seg- ment croissant de la coupure d'éclairage est prévu pour que les génératrices soient au moins sensiblement perpen- diculaires par rapport au segment croissant et que dans la plage restante de la surface de réflexion, les profils ondulés soient disposés pour que les génératrices soient au moins approximativement verticales. * le rapport entre l'extension du profil ondulé de disper- sion, perpendiculairement à ses génératrices et de l'extension du profil ondulé collecteur, perpendiculaire- ment aux génératrices, est compris sensiblement entre 5:1 et 50:1. * la forme de base de la surface de réflexion est réalisée au moins par zones de façon que la lumière émise par la source lumineuse soit réfléchie sous la forme d'un faisceau lumi- neux divergent et les profils ondulés de dispersion sont bombés de manière convexe et les profils ondulés collecteurs sont bombés de manière concave. * la surface de réflexion a une forme de base réalisée au moins par zones de façon que la lumière de la source lumi- neuse qu'elle renvoie soit réfléchie comme faisceau lumi- neux convergent et que les profils ondulés de dispersion soient bombés de manière concave et les profils ondulés collecteurs soient bombés de manière convexe. De telles caractéristiques permettent d'utiliser l'installation d'éclairage comme projecteur non éblouissant. Dessins. Deux exemples de réalisation de l'invention sont représentés dans les dessins et seront décrits ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: - la figure 1 montre une installation d'éclairage selon une coupe verticale longitudinale, - la figure 2 montre une vue de détail à échelle agrandie de la coupe du réflecteur selon la ligne II-II de la figure 1 correspondant à un premier exemple de réalisation, - la figure 3 montre la ligne de coupe correspondant à un se- cond exemple de réalisation, - la figure 4 montre une vue de face du réflecteur, - la figure 5 montre une variante de réalisation du réflec- teur en vue de face, - la figure 6 montre l'écran de mesure placé devant l'installation d'éclairage, l'écran étant éclairé par le faisceau lumineux réfléchi par le réflecteur. Description des exemples de réalisation. Une installation d'éclairage pour un véhicule, notamment véhicule automobile, représentée à la figure 1, comprend un réflecteur 10 dont l'ouverture au sommet est équipée d'une source lumineuse 12. L'installation d'éclairage peut servir de projecteur par exemple pour les feux de croi- sement, les longues portées ou les phares antibrouillard ou encore comme voyants. La source lumineuse 12 peut être une ampoule à incandescence ou une ampoule à décharge de gaz. L'orifice de sortie de la lumière de l'installation d'éclairage est fermé par un verre transparent 14 qui est principalement lisse mais peut également comporter des élé- ments optiques déviant la lumière qui les traverse. Le ré- flecteur 10 peut être en métal ou en matière plastique. Le réflecteur 10 présente une surface réfléchis- sante 16 dont la forme de base est définie pour que la lu- mière qu'elle émet par la source lumineuse 12 soit réfléchie sous la forme d'un faisceau lumineux ayant une caractéristi- que prédéterminée. L'expression " caractéristique du faisceau lumineux " désigne la direction du faisceau ainsi que sa dis- persion. On peut se référer à la figure 6 qui montre un écran de mesure 5 placé devant l'installation d'éclairage et qui permet d'indiquer la plage et la dispersion de l'intensité d'éclairage du faisceau lumineux réfléchi par le réflecteur 10. En utilisant les principes de réflexion optique on peut déterminer pas à pas la forme de base de la surface de ré- flexion 16. Au début du calcul de la forme de base de la sur- face de réflexion 16 on prédétermine la distance du sommet 20 sur l'axe optique 18 du réflecteur 10 et l'élément éclairant de la source lumineuse 12, c'est-à-dire la spire incandes- cente ou son arc lumineux. Partant du sommet 20, on calcule pas à pas la forme de base en ce que pour chaque plage de la surface de réflexion 16, à partir de la position de celle-ci par rapport aux images à réfléchir de l'élément lumineux, on définit la distribution globale de l'intensité lumineuse sur l'écran de mesure 50 en utilisant les lois de la réflexion de l'optique géométrique, avec l'angle d'incidence a des rayons lumineux émis par l'élément d'éclairage de la source lumi- neuse 12 par rapport à la normale N à la zone concernée de la5 surface de réflexion 16 pour rendre cet angle égal à l'angle d'émission À, ce qui permet de définir l'alignement de la normale N pour la plage concernée de la surface de réflexion 16. A partir de l'alignement des normales N, on définit le plan tangent T perpendiculaire à la normale dans la zone con- cernée de la surface de réflexion 16 et ainsi son alignement. La juxtaposition des zones ainsi définies de la surface de réflexion 16 donne une surface de réflexion continue 16 qui est de préférence une surface continue du second ordre. Le faisceau lumineux réfléchi par la forme de base de la surface réfléchissante 16 éclaire par exemple la plage 52 de l'écran de mesure 50 représenté à la figure 6. Le plan horizontal médian de l'écran de mesure 50 porte la réfé- rence HH et son plan vertical médian porte la référence VVW. Le plan horizontal médian HH et le plan vertical médian WVV se20 coupent au point HV traversé par une ligne de liaison entre la direction d'éclairage et l'écran de mesure 50. Dans les exemples de réalisation représentés, l'installation d'éclai- rage est constituée par des projecteurs de feux de croise- ment; la plage éclairée 52 est limitée en haut par la ligne de coupure d'éclairage (ligne formant la frontière entre la zone claire et la zone non éclairée). La coupure d'éclairage présente, sur le côté de la circulation routière opposé, c'est-à-dire dans l'exemple de réalisation représenté corres- pondant à la circulation à droite, le côté gauche de l'écran 50, un segment horizontal 54 qui se trouve sensiblement en dessous du plan médian horizontal HH. Du côté de la circulation empruntée par le véhi- cule, c'est-à-dire dans le cas de l'exemple de réalisation représenté pour la circulation à droite, le côté droit de l'écran de mesure 50, la coupure d'éclairage présente un seg- ment 56 partant du segment horizontal 54 et croissant vers le bord droit de l'écran de mesure 50. L'angle y qui correspond à la pente du segment 56 de la coupure d'éclairage par rap- port à la direction horizontale est de préférence d'environ 150. Lorsque l'installation d'éclairage est utilisée pour la circulation routière à gauche, les segments 54, 56 de la cou- pure d'éclairage doivent être échangés par rapport au plan vertical médian WVV de l'écran de mesure 50. Plusieurs lignes 58 de même intensité d'éclairage, c'est-à-dire des lignes Isolux, sont tracées dans la plage 52. Dans la plage par- tielle centrale 59 et dans une plage partielle latérale 60 par rapport à la plage 52, on a des irrégularités dans la distribution de l'intensité d'éclairage car à cet endroit l'intensité d'éclairage est trop forte ou trop faible par rapport aux plages partielles voisines et donne ainsi des maxima ou des minima locaux à l'intensité d'éclairage. L'invention prévoit de combiner une structure on- dulée à la forme de base de la surface de réflexion 16. La figure 2 montre une coupe longitudinale horizontale du ré- flecteur 20 donnant la ligne de coupe 30. Dans un premier exemple de réalisation représenté à la figure 2, on suppose que la surface réfléchissante 16 du réflecteur 10 est formée dans la plage traversée par la ligne de coupe 30 de façon que la lumière émise par la source lumineuse 12 soit réfléchie sous la forme d'un faisceau lumineux divergent dont les rayons lumineux s'écartent dans la direction de sortie de lu- mière 31 comme cela est représenté à titre d'exemple à la fi- gure 2 par des traits interrompus pour deux rayons lumineux. Le tracé des lignes de coupe de la forme de base de la sur- face de réflexion est représenté en trait interrompu à la fi- gure 2; le tracé avec la structure ondulée combinée est représenté en trait plein. La structure ondulée présente en alternance successivement des profils d'ondulation convexes 32 et des profils d'ondulation concaves 34. Les profils ondu- lés convexes 32 produisent une dispersion de la lumière ré- fléchie, par rapport à la forme de base de la surface réfléchissante 16; les profils ondulés concaves 34 produi- sent par contre un regroupement de la lumière réfléchie, par rapport à la distribution que donnerait la forme de base. Pour éliminer les irrégularités dans les plages partielles 59, 60 de la plage 52 selon la figure 6, il est souhaitable avant tout de disperser la lumière réfléchie car regrouper la lumière pourrait entraîner de manière gênante de nouvelles irrégularités. Il est ainsi prévu que les profils ondulés convexes 32 présentent par rapport à leurs génératri- ces 33, une extension (b) plus grande que l'extension (c) des profils ondulés concaves 34, perpendiculairement aux généra- trices 35. Les profils ondulés concaves 34 sont plus petits que les profils ondulés convexes 32 de sorte que ceux-ci ne produisent qu'un faible regroupement de la lumière réfléchie. A la figure 2, les traits pleins indiquent par exemple deux rayons lumineux et leur tracé après réflexion sur un profil ondulé convexe 32. Les profils ondulés concaves 34 servent principalement à relier de façon continue les profils ondulés convexes. En variante, on peut également réaliser la struc- ture ondulée seulement avec des profils ondulés convexes 32 qui se suivent et alors néanmoins la surface de réflexion 16 n'aura plus une structure ondulée combinée, continue selon le second ordre si bien qu'elle sera plus difficile à fabriquer. Le rapport entre l'extension b des profils ondulés convexes 32 et l'extension (c) des profils ondulés concaves 34 est compris de préférence entre environ 5:1 et 50:1. Les profils ondulés convexes 32 peuvent par exemple avoir une amplitude (a), c'est-à-dire que leur déviation par rapport à la forme de base et perpendiculairement à cette forme de base corres- pond à environ 0,05 mm; l'amplitude des profils ondulés con- caves 34 correspond par rapport à l'extension (b) des profils ondulés convexes 32 à une extension (c) beaucoup plus faible et par rapport à l'amplitude (a) des profils ondulés convexes 32 on a également une hauteur plus faible. L'extension (b) des profils ondulés convexes 32 peut par exemple être com- prise entre 1 et quelques millimètres. Les extension (b) et (c) des profils ondulés 32 ou 34, perpendiculairement à leurs génératrices 33, 35, peuvent être constantes ou variables sur toute la surface de réflexion 16. La figure 3 montre la ligne de coupe 40 obtenue par une coupe longitudinale horizontale du réflecteur 10 cor- respondant à un second exemple de réalisation. On suppose que la surface de réflexion 16 réfléchit, dans la plage par laquelle passe la ligne de coupe 40, la lumière émise par la source lumineuse 12 sous la forme d'un faisceau lumineux con- vergent dont les rayons se croisent comme cela est représenté à titre d'exemple par des traits interrompus à la figure 3 pour deux rayons lumineux, dans la direction de sortie 31 de la lumière. La forme de base de la surface de réflexion 16 comporte également en combinaison une structure ondulée for- mée d'une succession alternée de profils ondulés concaves 42 et de profils ondulés convexes 44. La forme de base de la surface de réflexion 16 est représentée par un trait inter- rompu; la surface de réflexion 16, combinée à la structure ondulée, est représentée par un trait plein. Dans ce cas, in- versement au premier exemple de réalisation, les profils on- dulés concaves 42 dispersent la lumière réfléchie et les profils ondulés convexes 42 regroupent la lumière réfléchie. A la figure 3, on a représenté à titre d'exemple pour deux rayons lumineux en trait plein, leur tracé après réflexion sur un profil ondulé concave 42. Il est prévu que les profils ondulés concaves 42 présentent, perpendiculaire- ment à leurs génératrices 43, une extension (b) plus grande que l'extension (c) des profils ondulés convexes 44, perpen- diculairement à leurs génératrices 45. Les profils ondulés convexes 44 sont plus petits que les profils ondulés concaves 42 si bien que ceux-ci n'entraînent qu'un faible regroupement de la lumière réfléchie. Les profils ondulés convexes 44 ser- vent principalement uniquement à relier en continu les pro- fils ondulés convexes. En variante, on peut également prévoir une structure ondulée formée seulement de profils ondulés concaves 42 successifs; dans ce cas toutefois la surface de réflexion 16, avec la structure ondulée combinée, n'est plus continue selon le second ordre si bien qu'elle est difficile à fabriquer. Le rapport entre l'extension b des profils ondu- lés concaves 42 et l'extension c des profils ondulés convexes 44 est de préférence entre environ 5:1 et 50:1. Les profils ondulés concaves 42 peuvent avoir par exemple une amplitude (a), c'est-à-dire la différence entre la forme de base, per- pendiculairement à la forme de base qui correspond à environ 0,05 mm; l'amplitude des profils ondulés convexes 44, en fonction de leur extension (c), est beaucoup plus faible par rapport à l'extension (b) des profils ondulés concaves 42 et considérablement plus faible par rapport à l'amplitude (a) des profils ondulés concaves 42. L'extension (b) des profils ondulés concaves 42 peut être par exemple comprise entre 1 et quelques millimètres. Les extensions (b) et (c) des profils ondulés 42, 44 perpendiculairement aux génératrices 43, 45 peuvent être constantes ou variables sur toute la surface de réflexion 16. La figure 4 est une vue de face du réflecteur 10, c'est-à-dire vue dans la direction opposée à la direction de sortie 31 de la lumière. Cela laisse apparaître la structure ondulée avec les profils ondulés successifs 32, 34 ou 42, 44. Les profils ondulés 32, 34 ou 42, 44 sont prévus sur la sur- face de réflexion 16 pour que les génératrices 33, 35 ou 43, soient au moins pratiquement toutes sensiblement vertica- les. La disposition des profils ondulés 32, 34 ou 42, 44 as- sure une dispersion de la lumière réfléchie essentiellement seulement dans la direction horizontale; ainsi la lumière n'est pas dispersée accidentellement au-delà de la coupure d'éclairage 54, 56 selon la figure 6. La figure 5 montre un réflecteur 10 correspondant à une variante de réalisation, selon une vue de face. Dans cette réalisation du réflecteur 10, les profils ondulés 32, 34 ou 42, 44 sont également disposés principalement sur la surface de réflexion 16 pour que les génératrices 33, 35 ou 43, 45 soient au moins sensiblement verticales. Dans une plage partielle 17 de la surface de réflexion 16 qui'réflé- chit la lumière, on forme le segment croissant 56 de la cou- pure d'éclairage selon la figure 6, les profils ondulés 32, 34 ou 42, 44 sont prévus pour que leurs génératrices 33, 35 ou 43, 45 fassent un angle aigu par rapport aux verticales V. La plage partielle 17 de la surface de réflexion 16 n'est prévue que d'un côté du plan longitudinal médian vertical 8 du réflecteur 10 et arrive en haut jusqu'au plan médian lon- gitudinal horizontal 9 du réflecteur 10 et en bas jusqu'à une ligne limite 7 faisant un angle s au moins sensiblement égal à l'angle y selon lequel le segment 56 de la coupure d'éclairage monte. De préférence les profils ondulés 32, 34 ou 42, 44 de cette plage partielle 17 de la surface de ré- flexion 16 sont prévus pour que les génératrices 33, 35 ou 43, 45 soient au moins approximativement perpendiculaires au segment montant 56 de la coupure d'éclairage et ainsi au moins sensiblement perpendiculaires à la ligne limite 7. Les génératrices 33, 35 ou 43, 45 font dans ce cas un angle ô par rapport à la direction verticale V qui est de l'ordre de 15 . R E V E N D I C A T ION S 1 ) Installation d'éclairage pour véhicule comprenant une source lumineuse (12) et un réflecteur (10) ayant une surface de réflexion (16) présentant une forme de base définie pour que la lumière émise par la source lumineuse (12) soit réflé- chie sous la forme d'un faisceau ayant une caractéristique prédéterminée, la forme de base de la surface de réflexion (16) ayant une structure ondulée avec des profils ondulés (32; 42) de dispersion, qui se suivent en alternance avec des profils ondulés collecteurs (34; 44), pour homogénéiser le faisceau lumineux réfléchi par la surface de réflexion (16), caractérisée en ce que l'extension (b) des profils ondulés de dispersion (32; 42), perpendiculairement aux génératrices (33, 43) est beaucoup plus grande que l'extension (c) des profils ondulés collec- teurs (34; 44) perpendiculairement aux génératrices (35; ). 20) Installation d'éclairage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les profils ondulés (32, 34; 42, 44) sont disposés au moins en majorité pour que leurs génératrices (33, 35; 43, 45) soient au moins pratiquement verticales. ) Installation d'éclairage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le faisceau lumineux réfléchi par la surface de réflexion (16) comporte une coupure d'éclairage supérieure avec un seg- ment (54) sensiblement horizontal et un segment (56) crois- sant par rapport à la direction horizontale (8) et - le profil ondulé (32, 34; 42, 44) dans une plage partielle (17) de la surface de réflexion (16) qui réfléchit la lu- mière que génère le segment croissant (56) de la coupure d'éclairage est prévu pour que les génératrices (33, 35; 43, 45) soient au moins sensiblement perpendiculaires par rapport au segment croissant (56) et que dans la plage res- tante de la surface de réflexion (16), les profils ondulés (32, 34; 42, 44) soient disposés pour que les génératrices (33, 35; 43, 45) soient au moins approximativement verti- cales. 4 ) Installation d'éclairage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rapport entre l'extension (b) du profil ondulé de disper- sion (32, 42), perpendiculairement à ses génératrices (33, 34) et de l'extension (c) du profil ondulé collecteur (34; 44), perpendiculairement aux génératrices (35; 45), est com- pris sensiblement entre 5:1 et 50:1. ) Installation d'éclairage selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée en ce que la forme de base de la surface de réflexion (16) est réalisée au moins par zones de façon que la lumière émise par la source lumineuse (12) soit réfléchie sous la forme d'un fais- ceau lumineux divergent et - les profils ondulés de dispersion (32) sont bombés de ma- nière convexe et les profils ondulés collecteurs (34) sont bombés de manière concave. 6 ) Installation d'éclairage selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisée en ce que la surface de réflexion (16) a une forme de base réalisée au moins par zones de façon que la lumière de la source lumi- neuse (12) qu'elle renvoie est réfléchie comme faisceau lumi- neux convergent et que les profils ondulés (42) de dispersion sont bombés de manière concave et les profils ondulés collec- teurs (44) sont bombés de manière convexe.