Brevet FR2804494A1 — publié le 20010803

"Projecteur de phare de véhicule automobile à guides de lumière" L'invention concerne un projecteur, notamment de phare de véhicule. L'invention concerne plus particulièrement un projecteur, notamment de phare de véhicule, comportant une source lumineuse primaire et une source lumineuse secondaire qui sont fixes, des moyens pour regrouper les rayons lumineux émis par chaque source lumineuse sur la surface d'entrée d'un système optique, et du type dans lequel le système optique comporte au moins une surface de sortie orientée dans le sens de la direction générale d'éclairage. On connaît déjà des conceptions de projecteurs de phare de véhicule qui réalisent par exemple une prestation du type feu de route et une prestation du type feu de croisement. Le projecteur comporte par exemple une source lumineuse dont les rayons sont dirigés par un réflecteur vers un système optique. Généralement le réflecteur est du type parabolique. Le système optique peut comporter une lentille, du type de la lentille de Fresnel, qui concentre les rayons lumineux dans une direction d'éclairage pour former un faisceau d'éclairage. Dans un projecteur comportant une seule source lumineuse, pour réaliser une prestation de feu de croisement et une prestation de feu de route, on utilise par exemple un réflecteur mobile par rapport à la source lumineuse. Suivant la position du réflecteur par rapport à la source lumineuse, la forme et la direction du faisceau d'éclairage sont différentes. On peut aussi utiliser un occultateur de lumière qui est monté mobile dans le projecteur. L'occultateur peut être positionné de manière à stopper une partie des rayons lumineux émis par la source vers le système optique afin de modifier le faisceau d'éclairage, et réaliser ainsi une prestation de feu de croisement. Un inconvénient de ce type de projecteur est qu'il comporte des pièces mécaniques en mouvement, ce qui peut poser des problèmes d'usure et de bruits acoustiques du fait des vibrations auxquelles sont soumis les projecteurs. On connaît aussi des projecteurs qui comportent deux sources lumineuses, chaque source lumineuse pouvant comporter un réflecteur. Ce type de projecteur présente notamment l'inconvénient d'être encombrant. D'autres projecteurs comportent deux sources lumineuses et un seul réflecteur. Suivant la position de chaque source lumineuse dans le réflecteur, et à l'aide d'un occultateur de lumière, une source réalise une prestation de feu de croisement et l'autre source réalise une prestation de feu de route. Ce type de projecteur, comme les autres projecteurs connus de l'état de la technique, a notamment pour inconvénient une mauvaise efficacité lumineuse, c'est à dire que la puissance électrique utilisée par rapport à l'intensité du flux lumineux à la sortie du système optique, n'est pas optimum. En effet, une partie non négligeable des rayons lumineux émis par la source ne sont pas récupérés dans le faisceau lumineux. L'invention vise à proposer une nouvelle conception de projecteur qui ne présente pas les inconvénients cités ci-dessus. L'invention propose notamment d'utiliser, pour réaliser le système optique, des guides de lumière qui s'appuient sur la technique de l'optique fluide décrite dans le document FR-A- 2.689.961. Dans ce but l'invention propose un projecteur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le système optique comporte un guide de lumière principal primaire et un guide de lumière principal secondaire qui sont adjacents et dont la forme du volume est générée globalement par un segment d'arc de spirale logarithmique, de manière que la majorité des rayons lumineux qui entrent par la surface d'entrée d'un guide de lumière principal soient concentrés sur sa surface de sortie, et de manière que les rayons lumineux qui sortent du système optique par la surface de sortie du guide de lumière principal primaire produisent un faisceau primaire d'éclairage en vue de réaliser par exemple une prestation du type feu de route, et les rayons lumineux qui sortent du système optique par la surface de sortie du guide de lumière principal secondaire produisent un faisceau secondaire d'éclairage, différent du faisceau primaire d'éclairage, en vue de réaliser par exemple une prestation du type feu de croisement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la forme du volume de chaque guide de lumière principal est générée globalement par la demi-révolution d'un segment d'arc de spirale logarithmique autour d'un axe optique sensiblement parallèle à la direction générale d'éclairage, chaque guide de lumière principal comportant une surface plane contenant l'axe optique, et la surface plane de chaque guide de lumière principal est revêtue de matière réfléchissante de manière que la majorité des rayons lumineux qui arrivent sur la surface plane soient réfléchis vers l'intérieur du guide de lumière principal ; - les surfaces planes des guides de lumière principaux sont adjacentes et sensiblement parallèles ; - les sources lumineuses sont situées sensiblement à l'arrière des guides de lumière principaux, c'est à dire du côté de leurs surfaces d'entrée ; - le système optique comporte des guides de lumière complémentaires qui conduisent les rayons lumineux depuis chaque réflecteur jusqu'au guide de lumière principal associé ; - les guides de lumière sont des blocs monolithiques solides et transparents, par exemple en verre ou en matière plastique ; - les guides de lumière sont des formes vides dont certaines parois périphériques sont recouvertes d'une matière réfléchissante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un projecteur réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; et - la figure 2 est une vue schématique de côté de la partie avant d'un véhicule équipé du projecteur représenté à la figure 1. On a représenté schématiquement à la figure 1 un projecteur 10 réalisé conformément aux enseignements de l'invention. Dans la suite de la description on utilisera, à titre non limitatif, une orientation d'arrière en avant suivant un axe A-A dit axe optique, qui est ici sensiblement horizontal et qui est orienté dans la même direction que la direction générale d'éclairage. Le projecteur comporte une source lumineuse primaire 12 et une source lumineuse secondaire 14, chaque source lumineuse 12, 14 étant placée respectivement à l'intérieur d'un réflecteur primaire 16 et d'un réflecteur secondaire 18 de type connu. La source lumineuse primaire 12 est décalée transversalement par rapport à l'axe optique A-A. Elle est agencée ici au-dessus de l'axe optique A-A, à l'arrière du projecteur 10. La source lumineuse secondaire 14 est aussi décalée transversalement par rapport à l'axe optique A-A, ici dans le même sens que la source lumineuse primaire 12. De préférence, la source lumineuse secondaire 14 est décalée axialement vers l'arrière par rapport à la source primaire 12 et elle est agencée en dessous de la source primaire 12. Les réflecteurs 16, 18 sont de forme sensiblement parabolique et comportent chacun une ouverture de sortie 20, 22 vers laquelle sont dirigés les rayons lumineux émis par la source lumineuse 12, 14 associée. Les réflecteurs 16, 18 sont réalisés par exemple en une seule pièce de matière plastique moulée avec une surface interne polie réfléchissante, notamment par dépôt d'une couche d'aluminium. Au sommet de la parabole, chaque réflecteur 16, 18 comporte classiquement un trou de culot (non représenté) destiné à recevoir par exemple le culot d'une lampe à incandescence (non représentée) dont le filament constitue alors la source lumineuse 12, 14 associée. De préférence, chaque source lumineuse 12, 14 est placée au foyer de la parabole, de manière que la majorité des rayons émis sortent du réflecteur 16, 18 par son ouverture de sortie 20, 22, ou surface de sortie. Les rayons qui sortent de chaque réflecteur 16, 18 pénètrent ensuite dans un système optique principal 23 constitué ici d'un système optique primaire 24 et d'un système optique secondaire 26 adjacents. Dans la suite de la description on notera R1 les rayons lumineux émis par la source primaire 12 et R2 les rayons lumineux émis par la source secondaire 14. A la sortie du réflecteur primaire 16 les rayons lumineux R1 pénètrent dans le système optique primaire 24, par sa surface d'entrée 28. Le système optique primaire 24 comporte un guide de lumière arrière 30, ou optique primaire de guidage, qui conduit les rayons R1 vers la surface d'entrée 32 d'un guide de lumière avant 34, ou optique primaire de concentration. Avantageusement, les optiques primaires de guidage 30 et de concentration 34 sont des blocs monolithiques solides et transparents, par exemple en matière plastique. Selon une variante de réalisation (non représentée) de l'invention les optiques primaires de guidage 30 et de concentration 34 sont des formes vides dont certaines parois périphériques sont recouvertes d'une matière réfléchissante. Les optiques primaires de guidage 30 et de concentration 34 sont accolées de manière que la surface de sortie de l'optique primaire de guidage 26 soit sensiblement confondue avec la surface d'entrée 32 de l'optique primaire de concentration 34. La surface d'entrée 28 de l'optique primaire de guidage 30 est accolée à la surface de sortie 20 du réflecteur primaire 16, de manière que la majorité des rayons lumineux R1 qui sortent du réflecteur 16 soient conduits de la surface d'entrée 28 de l'optique primaire de guidage 30 jusqu'à la surface d'entrée 32 de l'optique primaire de concentration 34. La forme du volume de l'optique primaire de guidage 30 est sensiblement générée par la translation de la surface de sortie 20 du réflecteur primaire 16. Ici, la surface de sortie 20 du réflecteur primaire 16 étant un disque, l'optique primaire de guidage 30 est sensiblement cylindrique. Conformément aux enseignements de l'invention, la forme du volume de l'optique primaire de concentration 34 est générée globalement par la demi-révolution d'un segment d'arc de spirale logarithmique autour de l'axe optique A-A. On note que l'optique primaire de concentration 34 est réalisée suivant les enseignements du document FR-A-2.689.961 qui concerne un système optique dit à optique fluide, et qui décrit les propriétés d'un guide de lumière dont la forme est générée par la révolution d'un arc de spirale logarithmique. L'optique primaire de concentration 34 comporte une surface plane primaire 36 qui est ici horizontale et qui contient l'axe optique principal A-A. La surface plane primaire 36 constitue la face inférieure de l'optique primaire de concentration 34. De préférence, la surface plane primaire 36 est revêtue d'une couche de matière réfléchissante telle que de l'aluminium, de manière que la majorité des rayons lumineux R1 qui arrivent sur cette surface plane 36 soient réfléchis à l'intérieur de l'optique primaire de concentration 34, puis soient concentrés sur sa surface de sortie 38. La majorité des rayons lumineux R1 qui pénètrent dans l'optique primaire de concentration 34 sont concentrés sur sa surface de sortie 38 qui a sensiblement la forme d'un demi-cône. La forme de l'optique primaire de concentration 34 est prévue pour que les rayons lumineux R1 qui sortent par sa surface de sortie 38 produisent un faisceau primaire d'éclairage F1 qui réalise ici une prestation du type feu de route. Le faisceau primaire d'éclairage F1 issu de l'optique primaire de concentration 34 est représenté sur la figure 2 sous la forme de hachures horizontales. Le système optique secondaire 26 est réalisé de manière similaire au système optique primaire 24 et il comporte aussi une optique secondaire de guidage 40 et une optique secondaire de concentration 42. L'optique secondaire de concentration 42 est de forme sensiblement symétrique de la forme de l'optique primaire de concentration 34 par rapport au plan horizontal contenant l'axe optique principal A-A. L'optique secondaire de concentration 42 est adjacente à l'optique primaire de concentration 34 et sa surface plane 44 est parallèle et s'étend en vis-à-vis de la surface plane 36 de l'optique primaire de concentration 34. Cette caractéristique contribue à améliorer la compacité du projecteur 10. La surface plane 44 de l'optique secondaire de concentration 42 est aussi revêtue d'une couche de matière réfléchissante. La majorité des rayons lumineux R2 qui sortent du réflecteur secondaire 18 entrent dans le système optique secondaire 26 par sa surface d'entrée 45 et sont conduits par l'optique secondaire de guidage 40 vers la surface d'entrée 46 de l'optique secondaire de concentration 42. La majorité des rayons lumineux R2 est ensuite concentrée sur la surface de sortie 48 en forme de demi-cône et produit ainsi un faisceau secondaire d'éclairage F2 qui réalise ici une prestation du type feu de croisement. Le faisceau secondaire d'éclairage F2 issu de l'optique secondaire de concentration 42 est représenté sur la figure 2 sous la forme de hachures verticales. Avantageusement, pour protéger le système optique principal 23 contre des dégradations dues à l'environnement, on place une glace de protection 50, traitée comme le prévoit la réglementation, devant le système optique principal 23. Aucune occultation de la lumière n'est effectuée entre les sources lumineuses 12, 14 et la glace de protection 50. On note que l'invention ne se limite pas aux lampes à incandescence mais qu'elle s'applique aussi à des projecteurs utilisant notamment des lampes à décharge, des lampes à plasma, etc. REVENDICATIONS 1. Projecteur (10), notamment de phare de véhicule, comportant une source lumineuse primaire (12) et une source lumineuse secondaire (14) qui sont fixes, des moyens (16, 18) pour regrouper les rayons lumineux (R1, R2) émis par chaque source lumineuse (12, 14) sur la surface d'entrée (28, 46) d'un système optique (23), et du type dans lequel le système optique (23) comporte au moins une surface de sortie (38, 48) orientée dans le sens de la direction générale d'éclairage, caractérisé en ce que le système optique (23) comporte un guide de lumière principal primaire (34) et un guide de lumière principal secondaire (42) qui sont adjacents et dont la forme du volume est générée globalement par un segment d'arc de spirale logarithmique, de manière que la majorité des rayons lumineux (R1, R2) qui entrent par la surface d'entrée (32, 46) d'un guide de lumière principal (34, 42) soient concentrés sur sa surface de sortie (38, 48), et de manière que les rayons lumineux (R1) qui sortent du système optique (23) par la surface de sortie (38) du guide de lumière principal primaire (34) produisent un faisceau primaire d'éclairage (F1) en vue de réaliser par exemple une prestation du type feu de route, et les rayons lumineux (R2) qui sortent du système optique (23) par la surface de sortie (48) du guide de lumière principal secondaire (42) produisent un faisceau secondaire d'éclairage (F2), différent du faisceau primaire d'éclairage (F1), en vue de réaliser par exemple une prestation du type feu de croisement. 2. Projecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la forme du volume de chaque guide de lumière principal (34, 42) est générée globalement par la demi- révolution d'un segment d'arc de spirale logarithmique autour d'un axe optique (A-A) sensiblement parallèle à la direction générale d'éclairage, chaque guide de lumière principal (34, 42) comportant une surface plane (36, 44) contenant l'axe optique (A-A), et en ce que la surface plane (36, 44) de chaque guide de lumière principal (34, 42) est revêtue de matière réfléchissante de manière que la majorité des rayons lumineux (R1, R2) qui arrivent sur la surface plane (36, 44) soient réfléchis vers l'intérieur du guide de lumière principal (34, 42). 3. Projecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les surfaces planes (36, 44) des guides de lumière principaux (34, 42) sont adjacentes et sensiblement parallèles. 4. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sources lumineuses (12, 14) sont situées sensiblement à l'arrière des guides de lumière principaux (34, 42), c'est à dire du côté de leurs surfaces d'entrée (32, 46). 5. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système optique comporte des guides de lumière complémentaires (30, 40) qui conduisent les rayons lumineux (R1, R2) depuis chaque réflecteur (16, 18) jusqu'au guide de lumière principal (34, 42) associé. 6. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les guides de lumière (34, 42, 30, 40) sont des blocs monolithiques solides et transparents, par exemple en verre ou en matière plastique. 7. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les guides de lumière (34, 42, 30, 40) sont des formes vides dont certaines parois périphériques sont recouvertes d'une matière réfléchissante.