Brevet FR2804493A1 — publié le 20010803

"Projecteur de feu de signalisation de véhicule automobile à guides de lumière" L'invention concerne un projecteur, notamment de feu de signalisation. L'invention concerne plus particulièrement un projecteur, notamment de feu de signalisation de véhicule, comportant au moins une source lumineuse primaire et des moyens pour regrouper les rayons lumineux émis par la source lumineuse primaire sur la surface d'entrée d'un système optique, et du type dans lequel le système optique comporte au moins un guide de lumière et une surface de sortie orientée dans le sens de la direction d'éclairage. On connaît déjà des conceptions de projecteurs de feux de signalisation de véhicules. En général les feux de signalisation réalisent des prestations du type feu de stop, feu de position, feu de brouillard et/ou feu de recul et/ou feu indicateur de changement de direction. Actuellement, la réalisation d'un feu en forme d'anneau, en respectant la réglementation propre au type de prestation recherchée, par exemple pour un feu de stop, nécessite deux voire trois sources lumineuses réparties sur le pourtour de l'anneau. Plus le nombre de sources lumineuses est important, plus les coûts de fabrication, l'encombrement et la puissance électrique du feu augmentent. De plus, une partie non négligeable des rayons lumineux émis par la source ne sont pas récupérés dans le faisceau lumineux. Enfin, les projecteurs connus de l'état de la technique ont un mauvais rendement optique, c'est à dire que le flux lumineux entrant dans le système optique par rapport au flux lumineux sortant du système optique n'est pas optimum. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention vise notamment à proposer une nouvelle conception de projecteur de feu de signalisation qui soit plus simple, donc plus compacte, et qui permette de réaliser un bandeau d'éclairage, par exemple en forme d'anneau, qui ne nécessite qu'une seule source lumineuse. 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 - la source lumineuse primaire et le système optique sont sensiblement alignés selon un axe optique principal avec la direction d'éclairage ; - le système optique comporte un premier guide de lumière, ou optique de concentration, dont la forme du volume est générée globalement par un segment d'arc et comporte une surface d'entrée et une surface de sortie, de manière que la majorité des rayons lumineux qui entrent par la surface d'entrée de l'optique de concentration soient concentrés sur sa surface de sortie ; et - le système optique comporte un second guide de lumière, ou optique de répartition, dont la surface d'entrée est accolée à au moins une partie de la surface de sortie de l'optique de concentration et dont la surface de sortie forme un bandeau d'éclairage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la forme du volume de l'optique de concentration est générée globalement par un segment d'arc de spirale logarithmique ; - le projecteur comporte deux sources lumineuses primaires, l'une en vue de réaliser une prestation du type feu de stop et l'autre en vue de réaliser une prestation du type feu arrière de position ; - la forme du volume de l'optique de concentration est de révolution autour de l'axe optique principal ; - la surface d'entrée de l'optique de concentration est un disque et sa surface de sortie est sensiblement conique ; - le volume de l'optique de répartition est sensiblement tubulaire coaxialement à l'axe optique principal en vue de délimiter un bandeau d'éclairage en forme d'anneau ; - le projecteur comporte une source lumineuse secondaire dont les rayons lumineux sont dirigés vers le centre de l'anneau et vers l'extérieur ; - les rayons lumineux de la source lumineuse secondaire sont regroupés vers la surface d'entrée d'un troisième guide de lumière, et la surface de sortie du troisième guide de lumière est située au centre de l'anneau ; - la surface d'entrée du troisième guide de lumière est décalée transversalement par rapport au système optique, le troisième guide de lumière traverse une partie de l'optique de répartition, et l'indice de réfraction à l'intérieur du troisième guide de lumière est différent de l'indice de réfraction à l'intérieur de l'optique de répartition, pour que les rayons lumineux émis par une source lumineuse soient exclusivement guidés vers la surface de sortie du guide de lumière 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 ; - l'optique de répartition comporte plusieurs morceaux qui forment des bandeaux d'éclairage distincts. 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 qui représente un projecteur réalisé conformément aux enseigne ments de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique de la face arrière du projecteur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui représente une variante de réalisation du projecteur selon l'invention ; et - la figure 4 est une vue schématique de la face arrière du projecteur de la figure 3. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques ou similaires seront affectés des mêmes chiffres de référence. On a représenté à la figure 1 un projecteur 10 de feu de signalisation arrière de véhicule. Dans la suite de la description on utilisera, à titre non limitatif, une orientation d'avant en arrière 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. A l'avant, le projecteur 10 comporte une source lumineuse primaire 12 qui est agencée sur l'axe optique A-A et à l'intérieur d'un réflecteur primaire 14 de type connu. Le réflecteur 14 comporte par exemple une paroi 16 de forme sensiblement parabolique qui s'étend vers l'avant, et qui délimite à l'arrière une ouverture de sortie 16 vers laquelle le réflecteur 14 dirige les rayons lumineux émis par la source lumineuse primaire 12. L'ouverture de sortie 16 du réflecteur 14 délimite globalement un disque qui est transversal à l'axe optique A-A. Le réflecteur 14 est réalisé par exemple en une seule pièce de matière plastique moulée avec une surface interne polie réfléchissante, notamment par dépôt d'une couche d'aluminium. Classiquement, le réflecteur 14 comporte au sommet de la parabole un trou de culot (non représenté), qui est prévu pour recevoir par exemple le culot d'une lampe à incandescence (non représentée) dont le filament constitue alors la source lumineuse primaire 12. De préférence, la source lumineuse primaire 12 est placée au foyer de la parabole, de manière que la majorité des rayons émis sortent du réflecteur 14 par son ouverture de sortie 16. Le réflecteur 14 permet de regrouper les rayons lumineux émis par la source lumineuse primaire 12 sur la surface avant d'entrée 18 d'un système optique 20 du projecteur 10. Le système optique 20 est sensiblement aligné avec la source lumineuse primaire 12 selon l'axe optique A-A. Conformément aux enseignements de l'invention, le système optique 20 comporte à l'avant un premier guide de lumière 22, ou optique de concentration, et à l'arrière un second guide de lumière 24, ou optique de répartition. Avantageusement, la forme du volume de l'optique de concentration 22 est générée globalement par la révolution d'un segment d'arc de spirale logarithmique autour de l'axe optique A-A. On note que l'optique de concentration 22 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 un segment d'arc de spirale logarithmique. D'autres segments d'arcs, de courbes ou des approximations par lignes brisées peuvent être employés pour générer la forme du volume de l'optique de concentration 22, mais l'arc de spirale logarithmique donne le meilleur rendement optique. La surface d'entrée 18 du système optique 20 est confondue avec la surface d'entrée de l'optique de concentration 22. La surface d'entrée 18 de l'optique de concentration 22 est concave et son bord périphérique 26 est circulaire. La surface de sortie 28 de l'optique de concentration 22 est sensiblement conique. La surface d'entrée 30 de l'optique de répartition 24 est accolée à la surface de sortie 28 de l'optique de concentration 22 de manière à récupérer la majorité des rayons lumineux qui sortent de l'optique de concentration 22. La surface d'entrée 30 est de forme complémentaire à la surface de sortie 28 de l'optique de concentration 22, ici en forme de cône. La surface arrière de sortie 32 de l'optique de répartition 24, confondue avec la surface de sortie du système optique 20, délimite un bandeau d'éclairage 34, ici en forme d'anneau. Le bandeau d'éclairage 34 apparaît en vue de face sur la figure 2. Pour obtenir une telle forme annulaire de bandeau d'éclairage 34 le volume de l'optique de répartition 24 possède ici une forme sensiblement tubulaire coaxialement à l'axe optique A- A. Avantageusement, les optiques de concentration 22 et de répartition 24 sont des blocs monolithiques solides et transparents, par exemple en matière plastique. Selon une variante de réalisation (non représentée) de l'invention, les optiques de concentration 22 et de répartition 24 sont des formes vides dont certaines parois périphériques sont recouvertes d'une matière réfléchissante. La majorité des rayons émis par la source lumineuse primaire 12 est regroupée par le réflecteur 14 sur la surface d'entrée 18 de l'optique de concentration 22. Grâce à sa forme particulière, l'optique de concentration 22 concentre sur sa surface de sortie 28 la majorité des rayons qu'elle reçoit. Une propriété de l'optique de concentration 22 selon l'invention est que les rayons sont concentrés de manière homogène sur toute sa surface de sortie 28. L'optique de répartition 24 reçoit donc sur toute sa surface d'entrée 30 une quantité de lumière sensiblement homogène qu'elle répartit sur l'ensemble de sa surface de sortie 32 de manière à former un bandeau lumineux 34, ici en forme d'anneau. L'anneau lumineux 34 est représenté sur la figure 2 par une zone hachurée. Un observateur placé à l'arrière du projecteur 10 observe donc un anneau lumineux 34 produisant un faisceau d'éclairage d'intensité lumineuse sensiblement homogène sur toute la surface de l'anneau 34. On note que, en utilisant une optique de répartition 24 adéquate, d'une forme différente de celle qui a été représentée ici, le projecteur 10 peut produire un faisceau d'éclairage d'une forme différente de l'anneau 34, par exemple dans une forme de rectangle, dans une forme d'ellipse, dans une forme d'étoile ou dans une autre forme. Le projecteur 10 selon l'invention permet en outre d'obtenir un anneau lumineux 34 au moyen d'une seule source lumineuse 12, tout en fournissant une intensité lumineuse suffisante pour réaliser par exemple une prestation du type feu de position ou feu de stop. Comme dans les projecteurs connus de l'état de la technique, on peut réaliser à la fois la prestation de feu de position et la prestation de feu de stop, par exemple en ajoutant une deuxième source lumineuse primaire au foyer de la parabole du réflecteur 14. Pour mettre en oeuvre cette variante de réalisation (non représentée), on utilise par exemple une ampoule du type à deux filaments rapprochés, l'un étant dédié à la prestation de feu de stop, l'autre étant dédié à la prestation de feu de position. Selon une variante de réalisation (non représentée) de l'invention, l'optique de répartition 24 est accolée à une partie seulement de la surface de sortie 28 de l'optique de concentration 22. Dans cette variante on perd une partie de l'intensité lumineuse produite par la source lumineuse primaire 12, mais le bandeau d'éclairage conserve une intensité lumineuse homogène sur toute sa surface. Selon une autre variante de réalisation (non représentée) de l'invention, l'optique de répartition 24 comporte plusieurs morceaux, chacun ayant sa surface d'entrée 30 accolée à une partie de la surface de sortie 28 de l'optique de concentration 22, et chacun ayant sa surface de sortie 32 qui forme un bandeau d'éclairage distinct. Cette variante permet par exemple de former un bandeau d'éclairage général de forme discontinue, ou d'alterner les couleurs d'éclairage d'un bandeau à l'autre. Selon encore une variante de réalisation (non représentée) de l'invention, l'optique de concentration 22 n'est pas une forme de révolution. De préférence, dans cette variante, les surfaces qui ne sont pas générées par un segment d'arc de spirale logarithmique sont alors revêtues d'une couche de matière réfléchissante pour que les rayons lumineux arrivant sur ces surfaces soient réfléchis vers l'intérieur de l'optique de concentration 22. On a représenté aux figures 3 et 4 une variante de réalisation du projecteur 10 selon l'invention, dans laquelle le projecteur 10 comporte une source lumineuse secondaire 36 en vue de produire un faisceau d'éclairage au centre de l'anneau 34. Dans cette variante, la source lumineuse primaire 12, le réflecteur 14 et le système optique 20 sont similaires à ceux décrits précédemment et fonctionnent de la même manière. La source lumineuse secondaire 36 est placée dans un réflecteur secondaire 38 similaire au réflecteur primaire 14. Avantageusement, la source lumineuse secondaire 36 et son réflecteur secondaire 38 sont agencés sur un axe optique secondaire B-B qui est ici parallèle à l'axe optique principal A-A, de manière que la source lumineuse secondaire 36 soit décalée transversalement par rapport à la source lumineuse primaire 12. Un guide de lumière secondaire 40 est agencé entre le réflecteur secondaire 38 et le centre de l'anneau 34. La surface avant d'entrée 42 du guide de lumière secondaire 40 est sensiblement transversale à l'axe optique secondaire B-B et adjacente à la surface d'entrée 18 de l'optique de concentration 22. La surface arrière de sortie 44 du guide de lumière secondaire 40 est sensiblement transversale à l'axe optique principal A-A, dans le même plan que la surface de sortie 32 de l'optique de répartition 24. Avantageusement, pour une bonne compacité du projecteur 10, le guide de lumière secondaire 40 est accolé à la paroi externe de l'optique de concentration 22, avant de traverser une partie de l'optique de répartition 24, puis de s'étendre à l'intérieur de la cavité tubulaire délimitée par l'optique de répartition 24. On note que l'indice de réfraction à l'intérieur du guide de lumière secondaire 40 est différent de l'indice de réfraction à l'intérieur de l'optique de répartition 24, de manière que les rayons lumineux émis par la source primaire 12 ne puissent pénétrer dans le guide de lumière secondaire 40, et de manière que les rayons lumineux émis par la source secondaire 36 ne puissent pénétrer dans le système optique principal 20. La partie du guide de lumière secondaire 40 qui traverse l'optique de répartition 24 produit des perturbations dans le flux des rayons lumineux du système optique principal 20. Le faible diamètre du guide de lumière secondaire 40 et une forme appropriée de l'optique de répartition 24 permettent de considérer ces perturbations comme négligeables, de manière que la source lumineuse primaire 12 produise toujours un anneau lumineux 34 sensiblement homogène. De préférence, le guide de lumière secondaire 40 est un bloc monolithique solide et transparent, par exemple en matière plastique, de forme sensiblement cylindrique. La source lumineuse secondaire 36 produit ainsi, au centre de l'anneau 34, un faisceau lumineux, dirigé vers l'arrière, de section sensiblement circulaire. La source lumineuse secondaire 36 réalise par exemple une prestation du type feu de recul. REVENDICATIONS 1. Projecteur (10), notamment de feu de signalisation de véhicule, comportant au moins une source lumineuse primaire (12) et des moyens (14) pour regrouper les rayons lumineux émis par la source lumineuse primaire (12) sur la surface d'entrée (18) d'un système optique (20), et du type dans lequel le système optique (20) comporte au moins un guide de lumière (22, 24) et une surface de sortie (32) orientée dans le sens de la direction d'éclairage, caractérisé en ce que - la source lumineuse primaire (12) et le système optique (20) sont sensiblement alignés selon un axe optique principal (A-A) avec la direction d'éclairage ; - le système optique (20) comporte un premier guide de lumière (22), ou optique de concentration, dont la forme du volume est générée globalement par un segment d'arc de spirale logarithmique et comporte une surface d'entrée (18) et une surface de sortie (28), de manière que la majorité des rayons lumineux qui entrent par la surface d'entrée (18) de l'optique de concentration (22) soient concentrés sur sa surface de sortie (28) ; et - le système optique (20) comporte un second guide de lumière (24), ou optique de répartition, dont la surface d'entrée (30) est accolée à au moins une partie de la surface de sortie (28) de l'optique de concentration (22) et dont la surface de sortie (32) forme un bandeau d'éclairage (34). 2. Projecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la forme du volume de l'optique de concentration (22) est générée globalement par un segment d'arc de spirale logarithmique ; 3. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux sources lumineuses primaires (12), l'une en vue de réaliser une prestation du type feu de stop et l'autre en vue de réaliser une prestation du type feu arrière de position. 4. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme du volume de l'optique de concentration (22) est de révolution autour de l'axe optique principal (A-A). 5. Projecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface d'entrée (18) de l'optique de concentration (22) est un disque et sa surface de sortie (28) est sensiblement conique. 6. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le volume de l'optique de répartition (24) est sensiblement tubulaire coaxialement à l'axe optique principal (A-A) en vue de délimiter un bandeau d'éclairage (34) en forme d'anneau. 7. Projecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une source lumineuse secondaire (36) dont les rayons lumineux sont dirigés vers le centre de l'anneau (34) et vers l'extérieur. 8. Projecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les rayons lumineux de la source lumineuse secondaire (36) sont regroupés vers la surface d'entrée (42) d'un troisième guide de lumière (40), et en ce que la surface de sortie (44) du troisième guide de lumière (40) est située au centre de l'anneau (34). 9. Projecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface d'entrée (42) du troisième guide de lumière (40) est décalée transversalement par rapport au système optique (20), en ce que le troisième guide de lumière (40) traverse une partie de l'optique de répartition (24), et en ce que l'indice de réfraction à l'intérieur du troisième guide de lumière (40) est différent de l'indice de réfraction à l'intérieur de l'optique de répartition (24), pour que les rayons lumineux émis par une source lumineuse (12, 36) soient exclusivement guidés vers la surface de sortie (32, 44) du guide de lumière associé (24, 40). 10. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les guides de lumière (22, 24, 40) sont des blocs monolithiques solides et transparents, par exemple en verre ou en matière plastique. 11. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les guides de lumière (22, 24, 40) sont des formes vides dont certaines parois périphériques sont recouvertes d'une matière réfléchissante. 12. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'optique de répartition (24) comporte plusieurs morceaux qui forment des bandeaux d'éclairage distincts.