Brevet FR2763666A1 — publié le 19981127

La présente invention a trait d'une façon générale les projecteurs de véhicules automobiles. Une tendance actuelle dans la conception des projecteurs de véhicules automobiles consiste à concevoir le miroir du projecteur pour qu'il engendre par lui-même un faisceau de répartition photométrique souhaitée. Cette répartition photométrique consiste notamment à donner au faisceau la largeur requise, avec une homogénéité satisfaisante (c'est-à-dire autant que possible l'absence10 d'accumulations indésirables de lumière ou au contraire de trous de lumière), et à donner également au faisceau la répartition requise verticalement, en le délimitant le cas échéant par une coupure de type variable (notamment pour faisceau de croisement européen, un faisceau de croisement américain, un faisceau antibrouillard, etc...). Cette conception particulière du miroir, que l'on commence à trouver aujourd'hui sur certains véhicules de tourisme, permet de recourir à une glace qui soit entièrement lisse ou pratiquement lisse, c'est-à-dire20 pourvue seulement d'éléments de décor (filets, etc...) n'intervenant sensiblement pas sur la structure du faisceau. Ces caractéristiques combinées ont principalement deux effets avantageux. Le premier est d'éviter le rabattement vers le bas de la lumière fortement étalée par des stries conventionnelles de traitement optique lorsqu'elles sont formées sur une glace fortement inclinée dans ses sections verticales axiales. Le second est d'obtenir un projecteur d'aspect intéressant sur le plan30 esthétique. Il existe toutefois, de façon plus récente, une tendance à recourir à des glaces striées, notamment dans le but de masquer autant que possible les défauts existants dans la matière de la glace elle-même (qu'elle35 soit réalisée en verre ou en matière plastique) ou à la surface du miroir (défauts de vernissage, poussières, légères rayures, etc...). Dans le même temps, il reste souhaitable de conserver une même conception de miroir, car elle permet d'engendrer des faisceaux extrêmement satisfaisants quant à la répartition photométrique obtenue. La difficulté réside alors dans le fait que, si l'on appose des stries sur une glace placée devant un tel miroir, on va immanquablement détériorer les qualités10 photométriques du faisceau. La présente invention a pour premier objet de lever cette difficulté, et de proposer une structure de stries pouvant être apposée sur une glace placée devant un miroir du type précité, sans toutefois sensiblement altérer le15 faisceau engendré. Ainsi la présente invention propose un projecteur de véhicule automobile, comprenant une source lumineuse, un miroir et une glace, le miroir étant apte à engendrer un faisceau lumineux préformé, de telle sorte que20 l'intervention d'éléments optiques sur la glace ne soit pas nécessaire, et la glace recevant d'au moins une partie subtantielle du miroir un rayonnement divergent dont l'angle moyen d'incidence dans un plan horizontal varie progressivement à mesure que l'on se déplace25 horizontalement sur la glace, caractérisé en ce que la glace comporte, au moins dans une zone couverte par le rayonnement divergent, un ensemble de stries de déviation latérale de la lumière, exposées audit rayonnement divergent, en ce que chaque strie présente une loi de30 répartition angulaire individuelle déterminée par l'orientation de la lumière qu'elle reçoit en provenance de ladite partie du miroir et par la caractéristique d'étalement latéral de la strie, et en ce que les caractéristiques d'étalement des stries sont déterminées35 de telle sorte que la loi de répartition angulaire cumulée des différentes stries soit essentiellement uniforme. Des aspects préférés, mais non limitatifs, du projecteur selon l'invention sont les suivants: - le profil de chaque strie présente dans un plan horizontal un rayon de courbure qui est plus petit au niveau de ses bords latéraux que dans sa région centrale. - le rayon de courbure de chaque strie diminue progressivement de la région centrale de la strie vers ses bords. - chaque loi de répartition angulaire individuelle recouvre au moins deux autres lois de répartition angulaire voisines. - les stries ont toutes même profil. - la glace possède une zone dépourvue de stries. - les stries sont concaves. - les stries sont disposées selon un pas légèrement supérieur à leur largeur, et des transitions arrondies sont prévues entre les stries adjacentes. - chaque transition arrondie présente un rayon de courbure constant égal au rayon d'un outil de fraisage cylindrique unique utilisé pour usiner un moule de fabrication de la glace. L'invention propose également un procédé de fabrication d'une glace de projecteur de véhicule automobile comprenant un ensemble de stries d'étalement25 latéral de la lumière, de largeur imposée, et destinée à être associée à un miroir engendrant des parties de faisceau divergentes à partir d'au moins une région sensiblement ponctuelle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant, pour chaque partie de faisceau:30 à établir pour chaque strie un profil de base, - à calculer pour chaque strie, à partir dudit profil de base et de la configuration du rayonnement incident sur cette strie, une loi de répartition angulaire individuelle déterminée - à calculer une loi de répartition angulaire cumulée pour le groupe de stries exposées à ladite partie de faisceau, - à ajuster de façon itérative le profil de chaque strie pour obtenir une loi de répartition angulaire cumulée essentiellement uniforme. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation10 préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en coupe horizontale axiale d'un projecteur selon l'invention, la figure 2 est une vue de dos du miroir du projecteur de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe horizontale à échelle agrandie de la glace du projecteur, la figure 4 illustre le profil d'une strie de la glace, la figure 5 illustre la loi de répartition angulaire de la strie de la figure 4, la figure 6 illustre les lois de répartition angulaire individuelles d'un ensemble de stries adjacentes de la glace,25 la figure 7 illustre la loi de répartition angulaire cumulée de cet ensemble de stries, la figure 8 illustre une disposition particulière de stries, et la figure 9 illustre la réalisation par fraisage d'un moule de la glace, côté stries, les stries ayant la disposition particulière de la figure 8. En référence tout d'abord aux figures 1 et 2, on a représenté un projecteur qui comprend une source lumineuse , un miroir 20 et une glace 30. Le miroir 20 est illustré en vue de dos sur la figure 2. Il comprend un ensemble de zones 20a-20h capables chacune d'engendrer une partie d'un faisceau tel qu'un faisceau de croisement conforme aux normes européennes, de telle sorte que le faisceau globalement obtenu, sans l'intervention de la glace, possède une coupure supérieure 5 appropriée, une grande largeur et une bonne homogénéité. Ces types de miroirs, que l'on commence à trouver actuellement sur certains véhicules de tourisme, peuvent être par exemple réalisés à l'aide de surfaces auto- génératrices de coupure, telles que décrites dans de nombreux brevets antérieurs de la Demanderesse, auxquelles on a superposé des stries d'étalement. Jusqu'à présent, pour ne pas détériorer le faisceau produit par la glace, cette dernière était lisse, ou possédait seulement des aménagements de style (filets ou15 autres), n'ayant sensiblement aucun rôle optique. Selon l'invention, et comme illustré sur la figure 3, on dote la glace 30 d'une série de stries 31, qui sont en l'espèce des stries concaves prévues du côté intérieur de la glace et qui, en projection orthogonale dans un plan20 perpendiculaire à l'axe optique du projecteur, sont orientées verticalement ou de façon peu inclinée par rapport à la verticale. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, chaque strie présente un rayon de courbure qui varie de sa région centrale vers ses bords, et plus précisément qui varie de façon progressive entre un rayon de courbure maximal au centre, noté RCc, et des rayons de courbure minimaux au niveau de ses bords, notés RCb. Le profil d'une telle strie est illustré en détail sur la figure 4, qui montre la variation de la hauteur h de la strie en fonction de la cote horizontale ou abcisse x. On rappellera ici que les stries conventionnellement prévues sur une glace de projecteur sont des stries cylindriques, de profil circulaire et donc de rayon de courbure constant, qui ont pour fonction optique d'étaler la lumière de façon uniforme entre deux limites, variant en fonction du rayon de courbure précité et de la largeur de la strie. Il en résulte que la caractéristique d'étalement latéral d'une telle strie est une ligne5 généralement plate et à arrêts brusques au niveau des deux limites angulaires de déviation. Il s'agit donc d'une caractéristique essentiellement linéaire ou constante. On entend ici par caractéristique d'étalement" la courbe qui caractérise, pour un rayonnement incident parallèle orienté perpendiculairement à la face plane de la strie (ici la face de sortie), l'intensité I de la lumière en sortie de strie en fonction de l'angle a de la déviation réalisée par la strie. Bien au contraire, avec une strie selon l'invention telle que définie plus haut, la caractéristique d'étalement présente un aspect tel qu'illustré sur la figure 5. Plus précisément, étant donné que les valeurs du rayon de courbure sont les plus petites dans la région centrale de la strie, cette dernière va privilégier un20 rayonnement de sortie peu dévié. Au contraire, à mesure que l'on s'approche des bords de la strie, la déviation devient plus importante. Mais l'on comprend que, grâce à ce profil, la quantité de lumière sujette à une déviation nulle ou faible est plus importante que la quantité de lumière sujette à une déviation importante, du fait que les zones de rayons de courbure plus petits sont relativement plus étroites que la zone de rayons de courbure plus grands, et du fait que ces zones de rayons de courbure plus petits recoivent donc moins de lumière. Il en résulte, comme illustré sur la figure 5, une caractéristique d'étalement I = f (c) du genre courbe de Gauss. On observera ici que la caractéristique illustrée sur la figure 5 correspond à un profil de strie, tel qu'illustré sur la figure 4, o le rayon de courbure varie progressivement du centre vers les bords. Naturellement, on peut également prévoir un profil de strie selon l'invention dans lequel le rayon de courbure varie par sauts; la continuité de la surface de la strie, c'est-à-dire l'absence de ruptures de pente, étant bien entendu préservée dans ce cas. Une caractéristique d'étalement d'une strie 31 à rayon de courbure variable du type illustré sur la figure 4 permet, comme on va le voir ci-dessous, de ne pas sensiblement altérer la photométrie d'un faisceau formé en amont par le seul miroir 20. On observera tout d'abord que chaque zone 20a à 20h du miroir est apte à réaliser un étalement relativement homogène de la lumière issue de la source et réfléchie par cette zone. Ainsi on observe sur la figure 1 que deux stries particulières 31m, 31n reçoivent de la zone 20b du miroir deux sous-parties de faisceaux présentant une certaine divergence, et l'on comprend que des stries20 adjacentes vont recevoir des sous-parties de faisceaux dont l'angle moyen d'incidence va évoluer progressivement par exemple d'une valeur négative jusqu'à une valeur positive, essentiellement comme si la lumière provenait d'une source virtuelle désignée par SV.25 De la sorte, l'orientation de la lumière sortant de la glace au niveau d'une strie particulière va être déterminée par la combinaison de l'angle d'incidence générale de la lumière sur cette strie particulière et de la caractéristique d'étalement particulière à ladite30 strie. Et l'on appellera dans la suite "loi de répartition angulaire" la répartition de l'intensité de la lumière en sortie de strie en fonction de l'angle a de propagation du rayon en sortie de strie, cette loi tenant donc compte d'une part de l'angle moyen d'attaque et de l'ouverture35 d'un rayonnement incident, et d'autre part de la caractéristique d'étalement de la strie. Ainsi la figure 6 illustre les lois de répartition individuelles pour une série de stries exposées à la partie de faisceau engendrée par une zone particulière du miroir, et l'on observe que les différentes lois de 5 répartition, qui restent approximativement gaussiennes, sont décalées latéralement les unes par rapport aux autres. Ce décalage correspond au fait que deux stries adjacentes vont recevoir de la zone en question du miroir des sous-parties de faisceau dont les angles moyens10 d'incidence sont légèrement décalés l'un par rapport à l'autre. Or le profil particulier de chaque caractéristique d'étalement et de chaque loi de répartition angulaire individuelle qui en résulte est tel que, si l'on détermine15 maintenant la loi de répartition cumulée de la série de stries, on obtient une loi de répartition, telle qu'illustrée schématiquement sur la figure 7, possédant deux bords relativement abrupts et un plateau essentiellement rectiligne.20 Ainsi, grâce au profil particulier des stries selon l'invention, le cumul de la déviation est tel qu'on conserve l'homogénéité de la partie de faisceau concernée, car la glace striée selon l'invention va superposer à l'étalement réalisé par le miroir un étalement25 supplémentaire caractérisé par le fait qu'aucune direction particulière en sortie n'est privilégié. Bien entendu, les différents paramètres entrant en jeu dans la conception des stries 31 peuvent varier, comme on va le détailler ci- dessous.30 Tout d'abord, l'étalement réalisé par une strie 31, qui correspond à la largeur horizontale de la loi de répartition, ne doit pas être excessif afin de ne pas diluer le faisceau réalisé par le miroir et donc de ne pas détériorer ses contours et sa répartition horizontale35 (pointe et largeur). Ensuite, on peut faire varier le degré de recouvrement entre les différentes lois de répartition individuelles. A cet égard, la figure 6 illustre un exemple o chaque loi de répartition recouvre ses cinq5 voisines de gauche et ses cinq voisines de droite. On comprend que ce degré de recouvrement varie d'une part en fonction de l'étalement propre d'une strie, déterminée par son profil, et d'autre part en fonction du pas entre les sommets de ces lois de répartition, qui varie en fonction10 du pas horizontal des stries et de la distance de la source virtuelle SV. On observera ici que plus le degré de recouvrement est important, plus les défauts d'homogénéité dans le faisceau en sortie de glace sont réduits. le recouvrement15 est tel que chaque loi de répartition angulaire individuelle recouvre au moins deux autres lois de répartition angulaire voisines. Sur un plan pratique, la conception de la glace s'effectue généralement à partir d'une largeur de strie imposée par le style recherché, et à partir d'un miroir donné, imposé techniquement. Le pas des stries et la distance entre la glace et les sources virtuelles correspondant aux différentes parties de faisceau arrivant sur la glace sont donc des données de départ. L'on ajuste25 alors précisément le profil de chaque strie de manière à obtenir, pour chaque partie de faisceau, des lois de répartition individuelles telles que leur cumul donnera une réponse angulaire généralement plate. On va maintenant décrire en référence aux figures 8 et 9 un agencement de stries particulier permettant de faciliter la réalisation par usinage du moule utilisé pour fabriquer une glace 30 dont les stries 31 sont concaves. L'objectif est de réaliser cet usinage à l'aide d'une fraise cylindrique unique d'un diamètre donné, par exemple de 4 mm. Dans ce cas, on dispose les stries 31, de largeur L, non pas côte-à- côte, mais selon un pas P supérieur à L, de telle sorte qu'il subsiste entre deux stries adjacentes un espace de largeur D = P - L (voir figure 8).5 De la sorte, et maintenant en référence à la figure 9, le moule M peut être usiné avec la fraise F précitée en réalisant des arrondis à chaque transition entre deux zones de stries adjacentes, ce qui évite complètement les difficultés rencontrées habituellement pour réaliser des10 stries concaves. On observera ici que ces arrondis, qui vont occasionner localement un fort étalement latéral de la lumière du fait de leur rayon de courbure réduit, sont suffisamment étroits pour ne concerner qu'une très faible15 proportion de la lumière incidente, et ainsi ne pas engendrer de défauts perceptibles dans le faisceau final. On observera ici que les indications données sur les figures 4 à 7 correspondent à un cas o la source virtuelle concernée SV est située à 150 mm de la glace 30,20 et o les stries ont une largeur de 9 mm et un pas de 10 mm, un moule pour une glace pourvue de telles stries pouvant être usiné avec une fraise de 4 mm de diamètre. De façon préférée, la conception de la glace selon l'invention consiste tout d'abord à modéliser les différentes stries comme si elles se plaçaient dans un plan général vertical et perpendiculaire à l'axe optique du projecteur. Ensuite, de façon classique en soi, ces stries modélisées sont projetées, par des moyens de calcul appropriés, sur une glace nue de galbe donné, et le demimoule correspondant à la face intérieure de la glace est usiné selon les données de coordonnées de surface ainsi obtenues. On notera ici que lorsqu'une glace telle que définie ci-dessus doit être utilisée avec un miroir engendrant un faisceau de croisement de type européen, c'est-à-dire possédant une demi-coupure relevée, à droite ou à gauche selon le sens de circulation, à environ 15 au-dessus de l'horizontale, il est bien connu que la lumière située sous cette demi-coupure de doit pas être étalée5 horizontalement pour préserver la netteté de ladite demicoupure. Dans le présent exemple de réalisation, cette lumière est engendrée par la zone 20h du miroir. Pour satisfaire à cette préoccupation, on peut prévoir que les stries de la glace soient interrompues dans une zone située sensiblement au droit de la zone 20h du miroir. On peut prévoir également que cette région de la glace comporte des stries telles que décrites ci- dessus, mais inclinées à 15 par rapport à la verticale,15 de façon à étaler la lumière le long de la demi-coupure inclinée. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et représentée sur les dessins, mais l'homme du métier saura20 y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. En particulier, les stries concaves décrites peuvent être remplacées par des stries convexes, ou encore par une combinaison de stries concaves et de stries convexes, alternées ou non. Par ailleurs, bien que toutes les stries 31 présentent de préférence le même profil, et donc la même caractéristique d'étalement, on peut prévoir des profils différents d'un groupe de stries adjacentes à un autre,30 voire d'une strie à l'autre, pour autant que les stries conservent toutes un aspect similaire lorsque le projecteur est éteint. REVENDICATIONS 1. Projecteur de véhicule automobile, comprenant une source lumineuse (10), un miroir (20) et une glace (30), le miroir étant apte à engendrer un faisceau lumineux préformé, de telle sorte que l'intervention d'éléments optiques sur la glace ne soit pas nécessaire, et la glace recevant d'au moins une partie subtantielle du miroir un rayonnement divergent dont l'angle moyen10 d'incidence dans un plan horizontal varie progressivement à mesure que l'on se déplace horizontalement sur la glace, caractérisé en ce que la glace comporte, au moins dans une zone couverte par le rayonnement divergent, un ensemble de stries (31) de déviation latérale de la lumière, exposées15 audit rayonnement divergent, en ce que chaque strie présente une loi de répartition angulaire individuelle déterminée par l'orientation de la lumière qu'elle reçoit en provenance de ladite partie du miroir et par la caractéristique d'étalement latéral de la strie, et en ce20 que les caractéristiques d'étalement des stries sont déterminées de telle sorte que la loi de répartition angulaire cumulée des différentes stries soit essentiellement uniforme. 2. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil de chaque strie (31) présente dans un plan horizontal un rayon de courbure (RCb, RCc) qui est plus petit au niveau de ses bords latéraux que dans sa région centrale.30 3. Projecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rayon de courbure (RCb, RCc) de chaque strie diminue progressivement de la région centrale de la strie vers ses bords.35 4. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque loi de répartition angulaire individuelle recouvre au moins deux autres lois de répartition angulaire voisines.5 5. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les stries (31) ont toutes même profil. 6. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la glace (30) possède une zone dépourvue de stries. 7. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les stries (31) sont concaves. 8. Projecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les stries sont disposées selon un pas (P) légèrement supérieur à leur largeur (L), et en ce que des20 transitions arrondies sont prévues entre les stries adjacentes. 9. Projecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque transition arrondie présente un rayon de courbure constant égal au rayon d'un outil de fraisage (F) cylindrique unique utilisé pour usiner un moule (M) de fabrication de la glace (30). 10. Procédé de fabrication d'une glace de projecteur de véhicule automobile comprenant un ensemble de stries d'étalement latéral de la lumière, de largeur imposée, et destinée à être associée à un miroir engendrant des parties de faisceau divergentes à partir d'au moins une région sensiblement ponctuelle (SV), caractérisé en ce35 qu'il comprend les étapes consistant, pour chaque partie de faisceau: - à établir pour chaque strie (31) un profil de base, - à calculer pour chaque strie, à partir dudit profil de base et de la configuration du rayonnement incident sur cette strie, une loi de répartition angulaire individuelle5 déterminée - à calculer une loi de répartition angulaire cumulée pour le groupe de stries exposées à ladite partie de faisceau, - à ajuster de façon itérative le profil de chaque strie pour obtenir une loi de répartition angulaire cumulée essentiellement uniforme.