Brevet FR2781276A1 — publié le 20000121

La présente invention concerne les feux de signalisation de véhicules automobiles. Plus précisément, I'invention concerne un feu comprenant une source lumineuse de forme générale allongée et des moyens pour diriger le rayonnement du feu vers l'extérieur du véhicule selon une photométrie conforme à la réglementation. Une contrainte inhérente à la conception des feux de signalisation est le respect d'une photométrie réglementaire. La photométrie est déterminée par la mesure de l'intensité lumineuse interceptée par un écran placé en regard du feu à une distance déterminée face à celui-ci, et disposé transversalement à l'axe longitudinal du véhicule. Les dispositions réglementaires imposent des niveaux d'intensité minimaux à respecter en un point situé au centre de la grille photométrique (sur l'axe du feu) et en des points répartis autour de ce centre. Ainsi, pour respecter les contraintes réglementaires (et pour élaborer des feux délivrant un faisceau de signalisation efficace), l'éclairement des feux de signalisation doit à la fois être dirigé sensiblement selon une direction parallèle à l'axe longitudinal de celui-ci, et présenter des niveaux d'intensité (visualisés par des répartitions d'isocandela sur la grille de photométrie) suffisants. Par ailleurs, les concepteurs cherchent actuellement à utiliser des sources approximativement linéaires, de grandes dimensions, telles que les lampes à décharge basse pression. Ces sources seraient avantageuses de par leur faible consommation d'énergie, et de par les possibilités qu'elles offrent en termes de style. Mais un problème posé par l'utilisation de telles sources lumineuses est de satisfaire aux minima photométriques réglementaires, étant entendu que, à flux donné, la luminance d'une source est d'autant plus réduite que sa surface est étendue. Dans le cas d'une source lumineuse rectiligne présentant un allongement important, I'utilisation d'un réflecteur en forme de cylindre à base parabolique (ou réflecteur cylindro-parabolique), dont la ligne focale coïncide avec l'axe de la source, pourrait permettre de maximiser l'intensité de l'émission d'un faisceau sensiblement parallèle pour résoudre le problème précité. Mais le rayonnement émis par un tel ensemble optique est caractérisé par un étalement important suivant l'axe de la source. En outre, en assimilant la source lumineuse à un fil sans épaisseur s'étendant sur son axe, on pourrait considérer que le faisceau réfléchi par le réflecteur est strictement parallèle. Mais en réalité, I'épaisseur de la source provoque aussi une légère divergence du faisceau émis transversalement à la ligne focale. Au surplus, pour une épaisseur donnée de la source, le faisceau réfléchi par le réflecteur est d'autant plus divergent (et définit donc des isolux de photométrie d'autant plus espacés) que la distance focale de la parabole définissant la base du cylindre du réflecteur est petite. Par ailleurs, pour concilier les objectifs de style et les contraintes d'implantation des ensembles optiques dans les feux de signalisation, les concepteurs pourraient souhaiter orienter l'axe de la source de manière à ce que celui-ci ne coïncide pas avec la direction transversale horizontale du véhicule, voire ne soit pas compris dans un plan transversal du véhicule. Dans ce dernier cas, le feu produirait des isolux de photométrie dont le centre (correspondant au point o l'intensité est maximale) ne pourrait coïncider avec le centre de la grille de mesure du rayonnement issu du feu. Un tel écart entre le centre des isolux du feu et le centre de la grille de photométrie interdirait pratiquement le respect de la photométrie réglementaire par le feu. Le but essentiel de l'invention est de permettre d'élaborer un feu comprenant une source allongée, ladite source pouvant être implantée avec 3 o une orientation quelconque dans le feu, et émettant toutefois un rayonnement dont le centre des isolux soit sensiblement en regard du centre de la grille photométrique.. Pour atteindre ce but, I'invention propose un feu de signalisation de véhicule automobile comprenant une source lumineuse de forme généralement allongée et un réflecteur dans lequel la source lumineuse est montée, caractérisé en ce que le réflecteur est fractionné en une pluralité de sections réfléchissantes décalées, au moins certaines desdites sections étant aptes à engendrer des parties de faisceau suivant une direction générale d'émission donnée. Des aspects préférés, mais non limitatifs du feu selon l'invention sont les suivants: - chaque section réfléchissante est cylindrique. - la base de chaque section cylindrique est une portion d'une courbe conique possédant un axe focal, chaque section cylindrique possédant ainsi un plan focal. - les sections cylindriques sont décalées de manière à ce que chaque portion de source lumineuse se trouvant en regard d'une section cylindrique respective du réflecteur s'étende au voisinage du plan focal de ladite section cylindrique. - chaque section cylindrique a une base sensiblement parabolique, de sorte que ladite section cylindrique réfléchit le rayonnement issu de la source en un faisceau essentiellement parallèle à son plan focal. - la base de chaque section cylindrique est une courbe définie sensiblement par l'union d'une portion de cercle et d'une portion de parabole dont le foyer est confondu avec le centre de ladite portion de cercle, la partie de la section cylindrique définie par la portion de cercle formant récupérateur de flux. - les paraboles définissant au moins partiellement les bases des différentes sections cylindriques du réflecteur sont identiques. - les sections cylindriques du réflecteur sont séparées par des plans qui s'étendent sensiblement perpendiculairement à la direction de la génératrice desdites sections cylindriques. - lesdits plans s'étendent essentiellement transversalement à une direction générale de la source allongée. - ladite direction générale de la source a une composante parallèle à l'axe longitudinal du véhicule lorsque le feu est monté dans le véhicule. - toutes les sections réfléchissantes du réflecteur sont aptes à engendrer des parties de faisceau suivant la même direction générale io d'émission. - ladite direction générale d'émission du faisceau réfléchi par le réflecteur est parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. - le feu comprend en outre une glace pourvue de moyens de diffusion de la lumière issue du réflecteur pour satisfaire une grille photométrique donnée. - la source lumineuse est essentiellement rectiligne. - la source lumineuse est au moins localement curviligne. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est une vue schématique d'un ensemble optique de principe formé d'une source rectiligne placée au foyer d'un réflecteur cylindro-parabolique, les figures 2a à 2c sont des vues précisant une orientation possible d'un ensemble optique analogue à celui de la figure 1, la figure 3 est une représentation de l'allure photométrique du faisceau délivré par l'ensemble optique des figures 2a à 2c, la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un premier mode de réalisation d'un ensemble optique selon l'invention, les figures 5a à 5c sont des vues précisant la disposition d'une cellule optique élémentaire permettant de constituer un ensemble optique selon l'invention, la figure 6 est une représentation de l'allure photométrique du faisceau délivré par l'ensemble optique de la figure 4, la figure 7 est une représentation d'une grille photométrique délivrée par un ensemble optique modifié, la figure 8 est une représentation schématique d'un autre ensemble optique de principe permettant d'accroître la luminance de I'émission et de masquer la source, la figure 9 est une vue schématique en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'un ensemble optique selon l'invention, et les figures 10a et 10b sont des représentations schématiques en élévation de troisième et quatrième modes de réalisation d'un ensemble optique selon l'invention. En référence tout d'abord à la figure 1, on a représenté schématiquement un ensemble optique E comportant un réflecteur cylindro- parabolique 10 sur la ligne focale LF duquel est montée une source lumineuse 20 rectiligne allongée, de forme tubulaire. Un tel ensemble permet comme on l'a dit en introduction de concentrer au mieux le rayonnement issu de la source 20, pour le diriger sensiblement dans un plan comprenant la ligne focale LF. Comme on l'a également dit en introduction, on pourrait souhaiter, pour des raisons d'encombrement ou de style, orienter l'ensemble optique représenté sur la figure 1 de différentes manières par rapport au véhicule dans lequel l'ensemble est monté. Ainsi, partant d'un repère orthogonal XYZ dans lequel X correspond à l'axe longitudinal du véhicule, Y est l'axe transversal horizontal et Z l'axe transversal vertical, on a représenté sur les figures 2a à 2c une manière arbitraire dont un tel ensemble optique pourrait être implanté par rapport au repère XYZ lié au véhicule. La figure 2a qui est une projection de l'ensemble E dans le plan transversal YZ montre que l'angle 6 entre l'axe de la source et l'axe vertical Z n'est pas égal à 90 . La figure 2b est une représentation de l'ensemble E dans le plan longitudinal vertical XZ. Dans ce plan l'axe de la source fait un angle oa avec le plan longitudinal vertical XY. Enfin, la figure 2c qui est une représentation de l'ensemble E dans le plan longitudinal horizontal XY, montre que l'axe de la source est décalé d'un angle 13 par rapport au plan transversal vertical YZ. Mais des calculs simples d'optique géométrique, aisément accessibles à l'Homme du Métier, montrent que l'ensemble optique E qui serait monté dans la configuration des figures 2a à 2c ne pourrait délivrer un faisceau dont le maximum soit centré sur l'axe du feu. La figure 3 est une représentation schématique de l'allure photométrique du faisceau qui serait délivré par un tel ensemble optique. Ainsi, même si on pourrait envisager d'adapter l'épaisseur du faisceau de l'ensemble'des figures 2a à 2c en jouant sur la distance focale du réflecteur mis en oeuvre, le point correspondant à l'intensité photométrique maximale sera toujours décalé par rapport à l'axe du feu. En référence maintenant à la figure 4, on a représenté un ensemble optique E' selon l'invention, formé d'une source lumineuse analogue à celle de la figure 1 et référencée de la même manière 20, s'étendant autour d'une ligne moyenne L qui est ici rectiligne mais qui selon l'invention peut également être de forme allongée quelconque, coudée ou incurvée. La source 20 est entourée d'un réflecteur 30. On va maintenant décrire la structure particulière du réflecteur 30 autour de la source 20, qui est ici implantée dans un feu de signalisation en faisant avec un repère lié au véhicule les mêmes angles ca, 13 et ô que ceux de la source de l'ensemble E représenté sur les figures 2a à 2c Le schéma de la figure 4 représente en particulier l'axe correspondant à la ligne L de la source 20, et l'angle 6 entre l'axe vertical Z et la projection Lyz de l'axe 200 dans le plan transversal YZ. Dans un souci de simplification et de clarté, les deux angles ox et f3 homologues à ceux des figures 2b et 2c ne sont pas représentés sur la figure 4. Le réflecteur 30 est constitué d'une pluralité de bandes réfléchissantes 300 reliées par des segments opaques ou optiquement inactifs 310. Chaque bande réfléchissante 300 est une tranche horizontale d'un cylindre à base parabolique et dont la génératrice est verticale. Toutes les bandes 300 sont définies à partir d'une base parabolique unique. Ces bandes 300 sont décalées de manière à ce que le disque i0 central D formant la section 200 de la source 20 à la hauteur du milieu d'une bande donnée 300 soit centré sur l'axe vertical focal de ladite bande, comme représenté sur la figure 5a. Ainsi les bandes 300 définissent une pluralité de surfaces élémentaires, chacune étant centrée sur une portion de la source située, en première approximation, au foyer de ladite surface élémentaire. Les segments 310 reliant deux à deux les bandes 300 assurent la cohésion mécanique de l'ensemble et permettent au réflecteur 30 de constituer une pièce d'un seul tenant pouvant être réalisée par moulage. Ainsi, I'ensemble E' est optiquement équivalent à la juxtaposition d'une pluralité de cellules optiques élémentaires formées chacune d'une 2 o bande réfléchissante 300 et d'une portion correspondante de la source lumineuse 20. Les figures 5a à 5c sont des représentations d'une cellule optique élémentaire formée d'une portion 200 de la source 20 se trouvant horizontalement en regard d'une bande réfléchissante 300. Ces trois figures ont des orientations analogues aux figures 2a à 2c, la portion de source 200 étant implantée dans le véhicule avec les angles a', 13' et 6' homologues des angles ca, f3 et 6 des figures 2a à 2c. La hauteur H de la bande 300 détermine la hauteur de la portion de source 200 et par conséquent les distances de l'axe de la portion de source à ses extrémités par rapport à l'axe focal vertical 301 de la bande 300. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, on choisit H (qui est avantageusement la même hauteur pour toutes les bandes 300 du réflecteur de la figure 4) suffisamment petite pour assimiler chaque point d'une portion de source 200 à sa projection sur l'axe focal vertical 301 de la bande 300. En pratique, on pourra choisir une valeur de H de l'ordre de 1 à millimètres, voire davantage dans certains cas. Ainsi, on peut considérer que la cellule optique représentée sur les figures 5a à 5c se comporte de façon semblable à un ensemble optique formé d'une source rectiligne dont l'axe coïncide avec l'axe focal 301 d'un réflecteur cylindro-parabolique 300. Chaque cellule optique émet donc un faisceau parallèle dirigé selon l'axe X, vers l'avant ou l'arrière du véhicule. L'ensemble optique E' selon l'invention comprenant un empilement vertical de telles cellules optiques, cet ensemble émet un faisceau sensiblement parallèle dirigé selon l'axe longitudinal X du véhicule. i5 La figure 6 représente l'allure photométrique du faisceau délivré par un tel ensemble optique. On retrouve sur cette figure le décalage 6 entre l'axe vertical Z et la direction principale d'étalement du faisceau, par suite de l'orientation de la source 20 et des surfaces 300 dont le lieu des focales correspond à la ligne moyenne de la source 20. Par contre, une différence importante avec le schéma de la figure 3 est que l'image photométrique de la figure 6 est centrée sur le centre O' de la grille, étant donné que chaque surface 300 émet la lumière en majorité parallèlement à l'axe X. Il apparaît ainsi que l'ensemble optique selon l'invention permet de réfléchir le rayonnement issu d'une source de forme allongée et de géométrie rectiligne de façon à émettre un faisceau suffisamment parallèle selon un axe choisi. De là, une glace de fermeture (non représentée) du feu, pourvue de billes, tores ou analogues de diffusion de la lumière, peut effectuer cette diffusion pour remplir convenablement la grille photométrique réglementaire. Selon un autre mode de réalisation de l'invention non représenté sur les figures, il est également possible de superposer les cellules optiques de manière à émettre dans une direction préférée ne correspondant pas à l'axe longitudinal (X) du véhicule, pour répondre à des objectifs spécifiques. Il est également possible selon l'invention de superposer des cellules optiques émettant dans des directions différentes, I'orientation de chaque cellule étant indépendante de celle des autres. La seule contrainte de positionnement des cellules optiques du dispositif selon l'invention est que la portion de source se trouvant en regard d'une cellule soit au voisinage immédiat de la ligne focale, voire d'un foyer ponctuel de la surface réfléchissante. Sachant que le faisceau doit présenter une intensité suffisante un espace donné entourant le centre de la grille, il est possible d'élargir le faisceau émis par chaque bande réfléchissante 300 en raccourcissant la distance focale de sa base parabolique. La figure 7 représente la trace photométrique d'un faisceau émis par un ensemble optique homologue à celui représenté sur la figure 4, dans lequel la parabole génératrice des zones réfléchissantes 300 a été choisie avec une distance focale diminuée. De cette manière, on épaissit le faisceau selon la direction des bandes (ici horizontalement), pour diminuer le travail de diffusion que doit effectuer la glace. Il est ainsi possible pour une source allongée donnée, orientée d'une manière quelconque par rapport à un repère lié au véhicule, d'élaborer à partir de surfaces élémentaires 300 un ensemble optique permettant d'émettre un faisceau qui à la fois soit centré sur un point se trouvant en regard du centre de la source et présente un étalement facilitant le respect des règlements. Dans l'exemple de réalisation de l'invention décrit ci-dessus, le découpage des bandes réfléchissantes 300 est effectué selon une direction horizontale Y. On comprend que ce découpage peut également être effectué selon une direction quelconque du plan transversal YZ, une direction de découpage préférée étant la perpendiculaire dans le plan YZ à la projection, dans ce plan, de la direction générale de la source lumineuse. En pratique, si des objectifs de style dictent un découpage selon une direction horizontale ou verticale, alors pour minimiser les divergences du faisceau résultant de l'inclinaison des portions de source lumineuse par rapport à l'axe focal de la bande réfléchissante correspondante, on choisit avantageusement un découpage horizontal dans le cas d'une source dont la direction générale est plutôt verticale, et un découpage vertical dans le cas d'une source dont la direction générale est plutôt horizontale. Par ailleurs, on peut améliorer l'homogénéité de l'aspect du feu lorsqu'il est éteint en cherchant à masquer partiellement la source lumineuse, en plaçant toujours cette dernière sur l'axe focal d'un réflecteur cylindrique. En outre, dans l'hypothèse d'une source dont le tube éteint est transparent et incolore, on peut également envisager de compléter le réflecteur par un dispositif de refocalisation constitué d'un cylindre de base semi-circulaire. Un ensemble selon ce principe est représenté sur la figure 8. Il est possible d'élaborer un ensemble optique avec la même démarche que celle décrite en référence aux figures 4 et 5a-c, en utilisant comme indiqué sur la figure 9 des bandes réfléchissantes 300' en forme de cylindre dont la base est non pas une parabole, mais un demi-cercle joint à une demi-parabole. Cette disposition permet de masquer tout ou partie de la source, tout en conservant l'avantage qui consiste à centrer les isolux du faisceau sur le centre photométrique. Il est bien sûr dans ce cas également possible d'ajuster l'étalement du faisceau rayonné dans une direction en modifiant la focale de la partie parabolique des bandes 300'. Un feu de signalisation selon l'invention peut comme on l'a vu adapter la photométrie du rayonnement généré par une source rectiligne inclinée. Dans le cas de sources lumineuses de forme non rectiligne, qui peuvent également être utilisées selon l'invention, il est possible d'adapter les déca4ages entre les bandes réfléchissantes 300 pour suivre le trajet de la source lumineuse 20 dans le plan transversal YZ. La figure 10a est ainsi une illustration d'un mode de réalisation dans lequel la source lumineuse 20 n'est pas rectiligne mais s'étend toutefois généralement selon une direction généralement verticale. Les bandes horizontales 300 sont décalées en conséquence de manière à suivre la géométrie de la source 20. De cette manière, chaque portion de la source se trouvant en regard d'une bande est au voisinage de l'axe focal de ladite bande. La figure 10b est une illustration d'un autre mode de réalisation mettant en oeuvre le même principe de décalage, les bandes étant ici verticales et entourant une source lumineuse non rectiligne s'étendant selon une direction généralement horizontale. Enfin, on peut dans d'autres modes de réalisation non représentés sur les figures, mettre en oeuvre des bandes 300 ou 300' dont la surface réfléchissante est différente de celles décrites. En particulier, chaque bande peut présenter des sections horizontale et verticale telles qu'elles assurent elles-mêmes tout ou partie de l'étalement requis, horizontalement et/ou verticalement, en modifiant en conséquence les motifs de diffusion prévus sur la glace. On peut envisager, en particulier, une glace pourvue de stries verticales d'étalement horizontal (cas o le réflecteur assure tout l'étalement vertical), une glace pourvue de stries horizontales d'étalement vertical (cas o le réflecteur assure tout l'étalement horizontal), ou encore une glace lisse ou pourvue d'éléments de style optiquement inactifs (cas o le réflecteur assure l'ensemble de l'étalement). REVENDICATIONS 1. Feu de signalisation de véhicule automobile comprenant une source lumineuse (20) de forme généralement allongée et un réflecteur (30) dans lequel la source lumineuse est montée, caractérisé en ce que le réflecteur (30) est fractionné en une pluralité de sections réfléchissantes décalées (300), au moins certaines desdites sections étant aptes à engendrer des parties de faisceau suivant une direction générale d'émission donnée. 2. Feu selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque section réfléchissante (300) est cylindrique. 3. Feu selon la revendication 2, caractérisé en ce que la base de chaque section cylindrique (300) est une portion d'une courbe conique possédant un axe focal (301), chaque section cylindrique possédant ainsi un plan focal. 4. Feu selon la revendication 3, caractérisé en ce que les sections cylindriques (300) sont décalées de manière à ce que chaque portion (200) de source lumineuse se trouvant en regard d'une section cylindrique respective (300) du réflecteur (30) s'étende au voisinage du plan focal (301) de ladite section cylindrique. 5. Feu selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que chaque section cylindrique (300) a une base sensiblement parabolique, de sorte que ladite section cylindrique réfléchit le rayonnement issu de la source (20) en un faisceau essentiellement parallèle à son plan focal. 6. Feu selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la base de chaque section cylindrique (300) est une courbe définie sensiblement par l'union d'une portion de cercle et d'une portion de parabole dont le foyer est confondu avec le centre de ladite portion de cercle, la partie de la section cylindrique définie par la portion de cercle formant récupérateur de flux. 7. Feu selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les paraboles définissant au moins partiellement les bases des différentes sections cylindriques (300) du réflecteur (30) sont identiques. 8. Feu selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sections cylindriques (300) du réflecteur (30) sont séparées par des plans qui s'étendent sensiblement perpendiculairement à la direction de la génératrice desdites sections cylindriques (300). 9. Feu selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits plans s'étendent essentiellement transversalement à une direction générale (L) de la source allongée (20). 10. Feu selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite direction générale (L) de la source (20) a une composante parallèle à l'axe longitudinal (X) du véhicule lorsque le feu est monté dans le véhicule. 11. Feu selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce toutes les sections réfléchissantes (300) du réflecteur (30) sont aptes à engendrer des parties de faisceau suivant la même direction générale d'émission. 12. Feu selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite direction générale d'émission du faisceau réfléchi par le réflecteur (30) est parallèle à l'axe longitudinal (X) du véhicule. 13. Feu selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une glace pourvue de moyens de diffusion de la lumière issue du réflecteur (30) pour satisfaire une grille photométrique donnée. 14. Feu selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la source lumineuse (20) est essentiellement rectiligne. 15. Feu selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la source lumineuse (20) est au moins localement curviligne.