Brevet FR2768490A1 — publié le 19990319

Etat de la technique. La présente invention concerne une unité de pro- jecteur pour véhicule automobile comprenant une source lumi- neuse et un réflecteur pour regrouper les rayons émis par la source lumineuse sur un premier dispositif à lentilles qui émet le faisceau de rayons lumineux de l'unité de projecteur dans la direction d'éclairage. Comme source lumineuse on peut utiliser par exem- ple une lampe halogène ou une lampe à décharge de gaz. Le ré- flecteur peut également être un miroir elliptique. Dans de telles unités de projecteurs, du fait de leur construction, l'ensemble du rayonnement émis par la source lumineuse ne peut être regroupé par le réflecteur sur le dispositif à lentilles et servir directement à des fonc- tions d'éclairage. Pour utiliser également la partie du rayonnement de la source lumineuse que le réflecteur ne di- rige pas sur le dispositif à lentilles, pour l'éclairage, les unités de projecteurs connues selon l'état de la technique comportent des éléments de réflecteur supplémentaires qui di- rigent cette partie du rayonnement dans la direction d'éclairage en la faisant sortir de l'unité de projecteur par des optiques de diffraction en aval pour que cette lumière serve à l'éclairage. Ce rayonnement supplémentaire ainsi uti- lisé indirectement permet d'augmenter l'image du signal de l'unité de projecteur. Ainsi, pratiquement tout le rayonnement émis par la source lumineuse peut servir à l'éclairage mais on rencon- tre certains inconvénients. Ainsi, l'utilisation d'éléments de réflecteur supplémentaires nécessite une relation géomé- trique directe et un rapport avec les éléments réflecteurs pour la partie des rayons lumineux qui n'arrive pas de ma- nière regroupée sur le dispositif de lentilles. Cela signifie que pour former une certaine image de signal avec l'unité de projecteur, il faut prévoir, de manière précise, la forme et la position des éléments de réflecteur supplémentaires. De ce fait, on manque de liberté de conception de forme à la fois pour avoir l'image de signal souhaitée et la forme de l'unité de projecteur en tant que telle. On connaît par exemple une unité de projecteur correspondant au type défini ci-dessus selon le document DE 32 18 703 Ai. L'unité de projecteur décrite dans ce docu- ment comporte des éléments de prisme disposés en forme d'ailes autour du premier dispositif de lentilles, pour pou- voir utiliser également la partie du rayonnement émis par la source lumineuse à des fins d'éclairage, partie qui n'est pas regroupée par le réflecteur sur le dispositif à lentilles. Cette unité de projecteur, connue, présente également l'inconvénient de nécessiter une relation géométrique et spa- tiale directe entre les éléments de prisme et la partie des rayons lumineux non regroupée sur le dispositif de lentilles. Cela signifie que, pour générer une certaine image de signal par l'unité de projecteur, il faut prédéterminer de manière précise la forme et la position des éléments de prisme en forme d'ailes. Dans ce cas également, la liberté de concep- tion fait défaut à la fois pour concevoir l'image de signal et la forme de l'unité de projecteur en tant que telle. La présente invention a pour but de développer une unité de projecteur pour véhicule automobile correspon- dant au type défini ci-dessus, permettant d'utiliser égale- ment la partie du rayonnement émis par la source lumineuse, indirectement à des fins d'éclairage ou autre, partie qui n'est pas utilisée directement pour des fins d'éclairage, tout en ayant la plus grande liberté de conception à la fois pour l'image formée par l'unité de projecteur que pour la forme extérieure de l'unité de projecteur. A cet effet, l'invention concerne une unité de projecteur du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que autour de la zone comprise entre le réflecteur et le premier dispositif à lentilles elle comporte des moyens pour injec- ter, dans les systèmes de guide de lumière munis de surfaces de sortie de lumière, les rayons lumineux qui ne sont pas re- groupés sur le premier dispositif à lentilles. Le premier dispositif à lentilles est avantageu- sement réalisé sous la forme d'une lentille de projection. Le réflecteur qui regroupe le rayonnement est avantageusement un réflecteur ellipsoidal. Les moyens d'injection de la lumière sont constitués par des fibres optiques ou par des tiges gui- des de lumière. Le système guide de lumière peut comporter des optiques à fibres, des tiges ou barreaux guides de lu- mière en matière plastique ou en verre ou encore des conduc- teurs creux, rendus réfléchissants ou assurant une réflexion totale. L'unité de projecteur selon l'invention permet d'utiliser également indirectement la partie du rayonnement émis par la source lumineuse qui n'est pas renvoyée sur le dispositif de lentilles. Cette partie du rayonnement est in- jectée dans le système de guide de lumière et peut, sans dif- ficulté, être réfléchie en sortie, pratiquement à n'importe quelle position et dans pratiquement n'importe quelle direc- tion. Le rayonnement réfléchi pour sortir du système de guide de lumière est avantageusement utilisé pour étendre l'image du signal de l'unité de projecteur pour permettre d'éclairer des zones plus grandes devant le véhicule. De plus, on peut donner une forme quelconque à l'image du signal de l'unité de projecteur. A l'intérieur des zones éclairées, on peut choi- sir n'importe quel point important pour la densité de la lu- mière. C'est ainsi que par exemple on peut avoir une densité lumineuse plus faible dans la zone du bord gauche de la chaussée pour ne pas éblouir les utilisateurs venant en face. De plus, l'augmentation de l'image du signal conduit à une diminution de la densité moyenne d'éclairage et les utilisa- teurs venant en face sont moins éblouis malgré une intensité lumineuse globalement plus élevée de l'unité de projecteur selon l'invention. Ainsi, l'unité de projecteur selon l'invention permet la plus grande liberté possible de concep- tion à la fois pour l'image que l'on souhaite pour le signal de l'unité de projecteur que la forme extérieure de l'unité. Les rayons lumineux injectés dans le système de guide de lumière peuvent être utilisés pour d'autres fonc- tions que les fonctions d'éclairage. C'est ainsi qu'on peut par exemple envisager d'utiliser les rayons lumineux injectés pour faire fonctionner un voyant de contrôle surveillant le bon fonctionnement de l'unité de projecteur. Dans les projecteurs ellipsoidaux, entre le ré- flecteur et le premier dispositif à lentilles, on a un écran disposé essentiellement transversalement à la direction d'éclairage et dont le contour donne la limite clar- té/obscurité projetée sur la chaussée. Selon un développement avantageux de l'invention, la face avant de l'écran, dirigée contre la source lumineuse, comporte des moyens pour injecter dans un système de guide de lumière, comportant des surfaces de sortie de lumière, des rayons lumineux arrivant sur la face avant de l'écran. Cela permet d'utiliser également, pour l'éclairage, les rayons lu- mineux de la source qui arrivent sur la face avant de l'écran. En principe, tous les rayons lumineux de la source lumineuse, qui n'éclairent pas directement, peuvent être utilisés selon l'invention grâce à des guides d'ondes pour assurer notamment l'éclairage. La seule condition est que ces rayons lumineux sont injectés dans un système de guide de lumière qui les conduit à l'endroit souhaité d'o ils peuvent être réfléchis hors du système de guide de lu- mière. Selon un développement avantageux de l'invention, les surfaces de sortie de lumière du système de guide de lu- mière sont réparties autour du premier dispositif à len- tilles. Les surfaces de sortie de lumière peuvent être prévues pratiquement à des endroits quelconques autour du premier dispositif à lentilles de l'unité de projecteur, ce qui donne une plus grande liberté de conception de forme pour la forme extérieure des projecteurs. Cette plus grande liber- té de conception de forme résulte du fait que l'utilisation de systèmes à guides de lumière permet de récupérer sans dif- ficulté les rayons lumineux injectés par l'optique de cou- plage pour les conduire par des chemins plus longs jusqu'à la surface de sortie de lumière à l'endroit de l'utilisation. Les surfaces de sortie de lumière n'ont pas nécessairement de relation géométrique ou d'espace avec la partie non directe- ment utilisée pour l'éclairage des rayons lumineux. De plus, on a une plus grande liberté de concep- tion de la forme extérieure de l'unité de projecteur puisque les surfaces de sortie de lumière des systèmes de guide de lumière peuvent avoir pratiquement n'importe quelle forme. Selon un développement avantageux de l'invention, les libertés de conception pour l'image souhaitée pour le si- gnal de l'unité de projecteur proviennent notamment du fait que les surfaces de sortie de lumière peuvent être alignées pour que l'image du signal de projecteur prenne la forme sou- haitée. Pour regrouper les faisceaux de rayons des surfa- ces de sortie de lumière des systèmes de guide de lumière et obtenir la densité d'éclairage souhaitée par une modification complémentaire de la direction d'éclairage, selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, on a second dis- positif à lentilles placé dans la direction d'éclairage, de- vant la surface de sortie du système de guide de lumière des systèmes de guide de lumière, ces dispositifs faisant sortir les faisceaux de lumière du système de guide de lumière dans la direction d'éclairage. Un mode de réalisation préférentiel de l'invention sera décrit ci-après à l'aide de l'unique figure montrant une unité de projecteur selon l'invention. A la figure unique, une unité de projecteur selon l'invention pour véhicule automobile porte globalement la ré- férence 1. L'unité de projecteur 1 comprend une source lumi- neuse 2 et un réflecteur 3 pour regrouper les rayons émis par la source lumineuse 2. Le réflecteur 3, servant à regrouper les rayons, est avantageusement un réflecteur ellipsoidal. Le regroupement des rayons lumineux est dirigé dans la direction d'éclairage B sur un premier dispositif à lentilles 4 d'o le faisceau de rayons lumineux est émis pour l'éclairage par l'unité 1. Le premier dispositif à lentilles 4 est réalisé de préférence sous la forme d'une lentille de projection. Entre le réflecteur ellipsoidal 3 et la lentille de projection 4 on a un écran 5 dont le contour donne comme image, sur la chaus- sée, la limite clarté/obscurité. Pour des raisons de construction, dans de telles unités de projecteurs 1, tout le rayonnement émis par la source lumineuse 2 ne peut être regroupé par le réflecteur ellipsoïdal 3 sur la lentille de projection 4. Une partie du rayonnement s'échappe inutilement, latéralement, entre le ré- flecteur ellipsoïdal 3 et la lentille de projection 4 et ar- rive sur le côté avant de l'écran 5 si bien qu'il ne sert pas à l'éclairage. Selon l'invention, dans la zone autour du réflec- teur ellipsoidal 3 et de la lentille de projection 4, on a des moyens 6 pour injecter les rayons lumineux qui ne sont pas regroupés sur la lentille de projection 4, dans le sys- tème de guide de lumière 7, avec des surfaces de sortie de lumière 8. De plus, la face avant de l'écran 5, tournée vers la source lumineuse 2, comporte des moyens 9 pour injecter dans un système de guide de lumière 10, ayant des surfaces de sortie de lumière 11, les rayons lumineux arrivant sur la face avant de l'écran 5. Cela permet d'utiliser également, pour l'éclairage, la partie du rayonnement de la source lumi- neuse 2 qui ne sert pas directement à l'éclairage. Les systèmes de guide de lumière 7, 10 sont réa- lisés par des tiges guides de lumière en matière plastique. Les rayons lumineux injectés dans les systèmes de guide de lumière 7, 10 sont guidés par ceux-ci jusque vers les surfa- ces de sortie de lumière 8, 11. Les surfaces de sortie de lu- mière 8, 11 sont réparties autour de la lentille de projection 4. Les surfaces de sortie de lumière 8, 11 sont alignées pour que les rayons lumineux, réfléchis hors des systèmes de guide de lumière 7, 10, dans la direction d'éclairage B, augmentent l'image du signal de l'unité de projecteur 1. La forme des surfaces de section des surfaces de sortie de lumière 8, 11 peut se choisir de manière quel- conque. Globalement, l'unité de projecteur 1, selon l'invention, offre la plus grande liberté possible de concep- tion à la fois pour la forme de l'image du signal de l'unité de projecteur 1 que pour la forme extérieure de cette unité de projecteur 1. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Unité de projecteur (1) pour véhicule automobile compre- nant une source lumineuse (2) et un réflecteur (3) pour re- grouper les rayons émis par la source lumineuse (2) sur un premier dispositif à lentilles (4) qui émet le faisceau de rayons lumineux de l'unité de projecteur (1) dans la direc- tion d'éclairage (B), caractérisée en ce qu' autour de la zone comprise entre le réflecteur (3) et le pre- mier dispositif à lentilles (4) elle comporte des moyens (6) pour injecter, dans les systèmes de guide de lumière (7) mu- nis de surfaces de sortie de lumière (8), les rayons lumineux qui ne sont pas regroupés sur le premier dispositif à len- tilles (4). 2 ) Unité de projecteur (1) pour véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier dispositif à lentilles (4) est une lentille de projection. 3 ) Unité de projecteur (1) pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le réflecteur (3) est un réflecteur ellipsoidal pour regrou- per les rayons. 4 ) Unité de projecteur (1) pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu' entre le réflecteur (3) et le premier dispositif à lentilles (4) il y a un écran (5) essentiellement transversal à la di- rection d'éclairage et dont la face avant, tournée vers la source lumineuse (2), comprend des moyens (9) pour injecter, dans un système de guide de lumière (10) ayant des surfaces de sortie de lumière (11), les rayons lumineux qui arrivent sur la face avant de l'écran (5). ) Unité de projecteur (1) pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les surfaces de sortie de lumière (8, 11) des systèmes de guide de lumière (7, 10) sont réparties autour du premier dispositif à lentilles (4). 6 ) Unité de projecteur (1) pour véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisée en ce que les surfaces de sortie de lumière (8, 11) sont alignées pour que l'image du signal de l'unité de projecteur (1) prenne la forme souhaitée. 7 ) Unité de projecteur (1) pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par des seconds dispositifs à lentilles placés dans la direction d'éclairage (B), devant les surfaces de sortie de lumière (8, 11) des systèmes de guide de lumière (7, 10), ces dispositifs faisant sortir les faisceaux de lumière du système de guide de lumière (7, 10) dans la direction d'éclairage (B).