Brevet FR2775057A1 — publié le 19990820

La présente invention a trait d'une façon générale aux projecteurs pour véhicules automobiles. Les projecteurs de véhicules automobiles possèdent en général une lampe montée axialement au fond du miroir, et dont le ou les filaments sont orientés également axialement. Pour éviter que la lumière émise directement par le filament en direction de la glace du projecteur ne vienne éblouir les conducteurs des véhicules roulant en sens inverse, il est courant d'équiper d'une telle lampe, soit de façon intégrée à son bulbe, soit de façon rapportée en avant du bulbe, d'un cache de lumière directe destiné à pallier ce problème. Cette solution est également connue dans le cas des projecteurs à filament transversal, tels que décrits notamment dans les documents FR 2 602 305 et FR 2 602 306 au nom de la Demanderesse. Elle pose néanmoins une série de difficultés. La première est liée au principe même des projecteurs à miroir et à occulteur, dans lesquels la lumière émise vers l'avant (ou en tout cas en dehors du champ couvert par le miroir) est absorbée par l'occulteur et ne peut participer à la formation du faisceau lumineux. Ainsi, pour des miroirs présentant une forme peu refermée sur elle-même, c'est-à-dire une focale importante, la lumière récupérée par le miroir peut être de seulement 40% environ du flux total émis par le filament, ce qui donne un faisceau pauvre en lumière, dans lequel les éciairements minimaux réglementaires sont difficilement satisfaits. Un autre inconvénient des occulteurs connus est qu'en absorbant une quantité importante de lumière, ils s'échauffent. Ceci peut conduire à l'utilisation de matériaux spécifiques et coûteux pour fabriquer l'occulteur, et peut également interdire d'appliquer sur la surface extérieure de celui-ci, dans un but de décor, un revêtement tel qu'un chromage. Un autre inconvénient encore réside dans la difficulté technique qu'il y a à réaliser un occulteur qui soit chromé sur sa face externe, et absorbant sur sa face interne. Par ailleurs, dans le cas particulier où le projecteur est équipé d'une source orientée horizontalement et transversalement à l'axe optique du miroir, plusieurs types de lampes peuvent être utilisés. Ainsi l'on peut monter axialement une lampe du type 9055 qui a pour caractéristique de posséder un filament transversal, et dans ce cas l'extrémité frontale du bulbe de la lampe occulte toute la lumière directe, ce qui peut poser les problèmes de rendement lumineux indiqués plus haut. Dans le cas où la lampe est une lampe à filament axial (notamment de type normalisé H1 ou H7 ) montée dans le miroir par le côté de manière à ce que son filament occupe une orientation transversale, alors la lampe, qui n' a pas été conçue à l'origine pour occuper une telle position, se trouve dépourvue de tout moyen capable d'occulter la lumière directe. Un objet de la présente invention est donc de proposer des moyens d'occultation particulièrement appropriés pour un projecteur à source transversale, c' est-à-dire capables d'atténuer les problèmes de défaut de rendement et d'échauffement, et capables également d'intervenir de façon positive dans la photométrie du faisceau lumineux engendré. Ainsi la présente invention propose un projecteur pour véhicule automobile, comprenant un miroir apte à coopérer avec une source lumineuse de géométrie donnée orientée essentiellement horizontalement et transversalement à un axe optique du miroir pour former un faisceau délimité par une coupure, tel qu'un faisceau de croisement ou un faisceau antibrouillard, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen d'occultation interceptant les rayons lumineux émis par la source en dehors du champ couvert par le miroir et se propageant en direction montante, et en ce qu'au moins une partie des rayons émis par la source en dehors du champ couvert par le miroir et se propageant en direction descendante vers la partie de la route éclairée par ledit faisceau ne sont pas occultés. Des aspects préférés, mais non limitatifs, du projecteur selon l'invention sont les suivants - ledit moyen d'occultation présente un bord inférieur situé dans un plan horizontal qui passe essentiellement par le bord inférieur de la source. - le projecteur comprend en outre un moyen réfringent apte à concentrer ladite partie au moins desdits rayons se propageant en direction descendante. - ledit moyen occulteur est réfléchissant sur sa face interne. - ladite face interne réfléchissante du moyen occulteur est apte à réfléchir le rayonnement issu de la source en direction d'une partie supérieure du miroir située au-dessus d'un plan horizontal passant au voisinage de la source. - ledit moyen occulteur est constitué par une plaque plane orientée essentiellement verticalement et parallèlement à l'axe de la source. - ladite partie supérieure du miroir présente une génératrice verticale apte à aligner les images de la source qu'elle engendre au-dessous et essentiellement au ras d'une coupure généralement horizontale, et la lumière émise par ladite partie supérieure à partir de la lumière réfléchie vers elle par ledit moyen occulteur est au moins partiellement sensiblement plus basse que lesdites images - - ladite source est constitué par le filament incandescent d'une lampe à filament axial montée dans le miroir selon un axe latéral. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaitront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est un schéma de principe en coupe transversale d'un projecteur selon l'invention, la figure 2 est un schéma, toujours en coupe transversale, d'une variante de ce principe, La figure 3 est un schéma en coupe transversale d'une autre variante de ce principe, la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un projecteur selon une forme de réalisation concrète de l'invention, la figure 5 est une vue de face du projecteur de la figure 3, la figure 6 illustre une génératrice horizontale préférée pour le projecteur des figures 4 et 5. En référence tout d'abord aux figures 1 et 2, un projecteur pour véhicule automobile comprend une source lumineuse 10, constituée en l'espèce par un filament incandescent, un miroir 20 et une glace de fermeture ainsi qu'un boîtier (non représentés). Le miroir est par exemple du type décrit dans FR-A2 602 305, et est apte à engendrer un faisceau à coupure, tel qu'un faisceau antibrouillard, un faisceau de croisement conforme aux règlements des U.S.A. ou encore un faisceau de croisement conforme aux règlements européens. L'axe du filament 10 s'étend horizontalement et transversalement à l'axe optique Y du miroir 20. il peut s'agir typiquement, soit du filament transversal d'une lampe normalisée H3 montée axialement au fond du miroir, soit du filament axial d'une lampe H1 ou H7 montée latéralement dans le miroir. Il est prévu également un organe d'occultation 30 et, selon une caractéristique de l'invention, cet organe 30 s'étend devant le filament 10 de manière à occulter le rayonnement émis par celui-ci vers l'avant en direction montante, tandis qu'il laisse passer le rayonnement émis vers l'avant en direction descendante, ceci de manière à renforcer le flux lumineux engendré par le miroir en direction de la route. Dans le cas particulier représenté sur les figures, l'organe d'occultation 30 s'étend sensiblement verticalement, parallèlement à la source 10 et majoritairement au-dessus d'un plan horizontal PH passant par le centre de la source 10. Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, l'organe d'occultation 30 présente un bord supérieur 33 légèrement recourbé en direction de la source 10. Selon une variante de réalisation qui sera décrit plus en détail ultérieurement en référence aux figures 3 à 5, l'organe d'occulatation 30 est constitué par une plaque plane. Selon les modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2, l'organe d'occultation 30 présente un bord inférieur 32 situé dans un plan horizontal qui passe essentiellement par le bord inférieur de la source 10. Ainsi, un tel agencement permet d'éliminer tous les rayons lumineux émis directement par la source 10 au niveau de l'axe optique Y et au-dessus de celui-ci et de laisser passer les rayons lumineux directs descendants situés en-dessous d'un rayon extrême ie qui est le rayon horizontal émis par le bord inférieur de la source 10. Selon une variante de réalisation non illustrée, on peut prévoir que l'occulteur soit prolongé vers le bas par une partie dans laquelle est ménagée une fenêtre autorisant la propagation des rayons descendants précités, en limitant toutefois le champ couvert par ces rayons à celui correspondant à la glace de fermeture. Ceci permet d'éviter que des rayons émis par la source vers le bas mais ne touchant pas le miroir, ne viennent perturber le faisceau par des réflexions parasites. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'organe d'occultation 30, absorbe le rayonnement direct émis par la source 10. Selon la variante préférentielle représentée sur la figure 2, la face interne 31 (tournée vers la source 10) de l'organe d'occultation 30 est pourvue d'un revêtement réfléchissant, et sa géométrie est déterminée de telle sorte que les rayons réfléchis se propagent vers la partie 21 du miroir qui est située au-dessus du plan horizontal PH passant par la source 10, comme cela est plus particulièrement illustré sur la figure 1. Sur les figures 3 à 5, on a représenté une autre variante du projecteur qui comprend un miroir 20 adapté pour une lampe H7 (à filament axial) montée latéralement dans le miroir 20. Selon ce mode de réalisation, l'organe d'occultation 30 disposé en avant de la source de lumière 10 (par exemple à environ 10 mm de celle-ci) est constitué par une plaque plane orientée essentiellement verticalement et parallèlement à l'axe X de la source 10. Dans le présent cas, l'organe d'occultation 30 présente également un bord inférieur 32 situé dans le plan horizontal passant essentiellement par le bord inférieur de la source, de manière à laisser passer les rayons directs descendants situés en-dessous du rayon extrême ie issu dudit bord inférieur de la source 10. Comme le montre plus particulièrement la figure 5, l'organe d'occultation 30 présente une longueur sensiblement égale à la longueur de la lampe H7 de sorte que le trapèze situé sur l'axe optique Y et limité par l'organe d'occultation d'une part et le filament d'autre part soit compris dans la coupe horizontale de l'indicatrice d'émission de ladite lampe H7. Ici l'organe d'occultation 30 est fixé sur le porte-lampe 11 de la lampe H7. Avantageusement, il n'est pas alors nécessaire d'utiliser des pattes de fixation supplémentaires pour le montage dudit organe d'occultation. Bien entendu, selon d'autres variantes non explicitement représentées sur les figures, il peut être prévu de fixer l'organe d'occultation sur la joue du miroir, opposée à celle sur laquelle est montée la lampe. Il peut être également prévu une double fixation de l'organe d'occultation sur le porte-lampe latéral d'une part et sur la joue opposée du miroir d'autre part afin de mieux résister aux vibrations. Enfin, il peut être envisagé de fixer l'organe d'occultation au fond du miroir. Ceci sera plutôt envisagé dans le cas de l'utilisation d'une lampe H3 déjà montée axialement au fond du miroir, pour éventuellement monter également l'organe d'occultation sur le portelampe. La plaque plane d'occultation 30 représentée sur les figures 3 à 5, présente une face interne réfléchissante 31 (tournée vers la lampe) apte à réfléchir le rayonnement issu de la source 10 en direction d'une partie supérieure 21 du miroir 20 située au-dessus d'un plan horizontal PH passant au voisinage de la source 10. Avantageusement, le miroir 20, la source 10 et l'organe d'occultation 30 sont agencés de sorte que la lumière émise par la partie supérieure 21 du miroir 20 à partir de la lumière réfléchie vers elle par ledit organe d'occultation 30 est au moins partiellement sensiblement plus basse que les images formées par le miroir 20 à partir des rayons émis par la source 10 en direction du miroir 20. Ceci est illustré sur la figure 3, sur laquelle on peut voir qu'un premier rayon l1 émis par la source 10 en direction du miroir 20, est réfléchi au point 1 de la partie supérieure 21 du miroir 20 selon un rayon réfléchi lir horizontal. Un rayon i'l réfléchi par l'organe d'occultation 30 vers ladite partie supérieure 21, est réfléchi par cette dernière au point 1 suivant un rayon réfléchi descendant illr plus bas que le rayon réfléchi 11r. Un deuxième rayon i2 émis par la source 10 en direction du miroir 20, est réfléchi au point 2 de la partie supérieure 21 du miroir 20, selon un rayon réfléchi 12r horizontal et le rayon i' 2 réfléchi par le bord supérieur 33 de l'organe d'occultation 30 vers ladite partie supérieure 21 du miroir, est réfléchi au point 2 suivant un rayon réfléchi descendant i' 2r plus bas que ledit rayon réfléchi i2r horizontal. A cet effet, il est particulièrement avantageux que la partie supérieure 21 du miroir 20 présente une génératrice verticale 20h (voir figure 4) apte à aligner les images de la source qu'elle engendre au-dessous et essentiellement au ras d'une coupure généralement horizontale. Une réalisation concrète d'un tel miroir est représentée sur la figure 4. En référence à cette figure 4, les génératrices verticales haute et basse, respectivement 20h et 20b, du miroir 20 sont construites en traçant des droites D1 tangentes à la surface du filament 10, ces droites se trouvant du côté arrière du filament pour ce qui concerne la génératrice supérieure 20h, et se trouvant du côté avant du filament pour ce qui concerne la génératrice 20b. A chacune de ces droites D1, correspondant à un rayon lumineux émis par un bord du filament 10, sont respectivement associées des droites D2 parallèles à l'axe optique Y du miroir, qui lui même est sensiblement parallèle à l'axe du véhicule. Pour chaque couple de droites (D1, D2) on détermine leur bissectrice BS et la droite TG qui est perpendiculaire à cette bissectrice. Chaque génératrice est construite de proche en proche, en partant du fond du miroir 20 que l'on fixe à une cote prédéterminée par rapport au filament, à partir des ditférentes droites TG obtenues, pour définir une ligne courbe, que l'on appellera dans la suite génératrice évolutive dans la mesure où elle ne présente pas un foyer fixe, mais un ensemble de foyers qui évoluent progressivement à mesure que l'on se déplace le long de ladite génératrice. On comprend alors qu'en jouant sur la distance horizontale entre le fond du miroir 20 et le filament 10, on va pouvoir ainsi concevoir des génératrices 20h, 20b plus ou moins ouvertes ou fermées autour de la source, et donc jouer d'une part sur la taille des images du filament engendrées, et d'autre part sur la quantité de flux lumineux que le miroir récupère sur une hauteur donnée. L'équation différentielle des génératrices 20h et 20b, qu'il est aisé de résoudre par des moyens de calcul assistés par ordinateur, peut s'exprimer de la façon suivante = = Ab.(z.sinss - y.cosp) = = Az.tg(ss/2) avec comme conditions initiales z = -Rfil Y = -F où (y, z) : repère orthonormé dont l'origine est au centre du filament 10, y étant l'axe optique horizontal et z étant vertical. Rfil : rayon du filament, et F : distance mesurée selon y entre le centre du filament et le fond du miroir. On comprend que, grâce à une telle conception des génératrices 20h, 20b, on aboutit à ce que chaque image du filament 10 qu'elles engendrent se situe immédiatement au-dessous et au ras d'une coupure horizontale qui passe par l'axe Y. A partir de là, il est possible d'engendrer différentes types de faisceaux, dont on peut jouer en particulier sur la largeur en jouant sur la génératrice horizontale de la surface réfléchissante du miroir 20. Dans une forme de réalisation de base, on donne à cette génératrice horizontale une allure parabolique, avec un foyer qui peut être soit centré sur le filament 10, soit de préférence décalé latéralement par rapport à celui-ci, et l'on fait glisser la génératrice verticale décrite plus haut le long de cette génératrice horizontale, ce glissement consistant en une translation sans rotation de ladite génératrice verticale (c' est-à- dire qu'elle reste parallèle au plan y0z) le long de la génératrice horizontale. Dans ce cas, l'équation de la génératrice horizontale peut s'exprimer par exemple comme suit y = 0,25.[x + |x|tx.Lfil.|z|/ (2.z))2/(F+6F)] - F où x,y,z sont les coordonnées du point courant F est la distance focale de base décrite plus haut à propos de la génératrice verticale bF est la valeur du décalage latéral de l'axe de la génératrice horizontale parabolique par rapport au centre du filament ; et Lfil est la demi-longueur du filament mesurée selon x. En référence à la figure 6 qui illustre une génératrice horizontale préférée pour le projecteur représenté sur la figure 4, le miroir est subdivisé en zones 411 à 415 s'étendant côte à côte, chaque zone étant apte à engendrer une partie du faisceau dont la position et la largeur dans le faisceau sont bien contrôlées. Ces zones 411 à 415 sont telles qu'elles assurent un étalement latéral adapté aux exigences photométriques recherchées par le faisceau lumineux formé. Dans le cas particulier, les zones de bords 411 à 415 assurent chacune une concentration moyenne de lumière dans l'axe de la route, sous la coupure horizontale. La zone 412 assure quant à elle une concentration très importante immédiatement à droite de l'axe de la route, sous la demi-coupure inclinée à 15 , notée HC, telle qu'exigée par les règlements notamment européens. La zone centrale 413 vient compléter les éclairements fournis par les zones 411, 412 et 415, en respectant la coupure horizontale. Enfin, la zone 414, relativement étendue, est destinée à créer sur une étendue limitée la demi-coupure à 15 ; on observera ici que cette coupure est produite en utilisant pour cette zone une surface généralement parabolique décalée d'une faible distance, typiquement de 3 à 5 mm, vers le haut, de manière à remonter vers le haut les images de la source virtuelle qui, de par la position de cette zone 414, présentent toute une inclinaison voisine de cette inclinaison de 15". Des simulations de fonctionnement du mode de réalisation des figures 3 à 5, pour une surface d'ouverture du miroir de 80 x 150 ont été réalisées. Le flux total du faisceau lumineux émis par le projecteur est de l'ordre de 35 Lm (avec 20 Lm pour la partie basse du faisceau et 15 Lm pour la partie haute du faisceau) pour un champ vertical s'étendant jusqu'à -10 . Le niveau d'éclairement maximum est de l'ordre de 100Cd. 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 prévoir dans une variante non représentée, à la place de la surface réfléchissante de l'organe d'occultation un système dioptrique qui intercepte les rayons directs émis par la source en dehors du champ couvert par le miroir et qui les positionne correctement dans le faisceau lumineux formé par le miroir. Un tel système dioptrique peut consister en un prisme apte à baisser lesdits rayons éblouissants. On peut également envisager selon une variante non représentée, que le bord inférieur de l'organe d'occultation soit situé dans un plan horizontal contenant l'axe optique du miroir de manière à laisser passer un peu de lumière directe. REVENDICATIONS 1. Projecteur pour véhicule automobile, comprenant un miroir (20) apte à coopérer avec une source lumineuse (10) de géométrie donnée orientée essentiellement horizontalement et transversalement à un axe optique (Y) du miroir (20) pour former un faisceau délimité par une coupure, tel qu'un faisceau de croisement ou un faisceau antibrouillard, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen d'occultation (30) interceptant les rayons lumineux émis par la source (10) en dehors du champ couvert par le miroir (20) et se propageant en direction montante, et en ce qu'au moins une partie des rayons émis par la source (10) en dehors du champ couvert par le miroir et se propageant en direction descendante vers la partie de la route éclairée par ledit faisceau ne sont pas occultés. 2. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'occultation (30) présente un bord inférieur (32) situé dans un plan horizontal qui passe essentiellement par le bord inférieur de la source (10). 3. Projecteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen réfringent apte à concentrer ladite partie au moins desdits rayons se propageant en direction descendante. 4. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit moyen occulteur (30) est réfléchissant sur sa face interne (31). 5. Projecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite face interne réfléchissante (31) du moyen occulteur (30) est apte à réfléchir le rayonnement issu de la source (10) en direction d'une partie supérieure (21) du miroir (20) située au-dessus d'un plan horizontal (PH) passant au voisinage de la source. 6. Projecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen occulteur est constitué par une plaque plane (30) orientée essentiellement verticalement et parallèlement à l'axe (X) de la source (io) Projecteur selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que ladite partie supérieure (21) du miroir (20) présente une génératrice verticale (20h) apte à aligner les images de la source qu'elle engendre au-dessous et essentiellement au ras d'une coupure généralement horizontale, et en ce que la lumière émise par ladite partie supérieure à partir de la lumière réfléchie vers elle par ledit moyen occulteur est au moins partiellement sensiblement plus basse que lesdites images. 8. Projecteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite source est constituée par le filament incandescent d'une lampe à filament axial montée dans le miroir selon un axe latéral.