Brevet FR2805332A1 — publié le 20010824

"Projecteur de phare de véhicule automobile à guides de lumière" L'invention concerne un projecteur, notamment phare de véhicule. L'invention concerne plus particulièrement un projecteur, notamment de phare de véhicule, comportant soit source lumineuse primaire et une source lumineuse secondaire sont fixes, soit une source lumineuse commune qui est mobile qui peut occuper alternativement une position de source lumineuse primaire et une position de source lumineuse secondaire, des moyens pour regrouper les rayons lumineux émis par chaque source lumineuse sur la surface d'entrée d'un système optique fixe, et du type dans lequel le système optique comporte 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. Genéralement le réflecteur est du type parabolique. 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. peut aussi utiliser un dispositif d'occultation, ou 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, Un autre type de projecteur comporte deux sources lumineuses et un seul réflecteur. Suivant la position chaque source lumineuse dans le réflecteur, et à l'aide occultateur de lumière, une source réalise une prestation de croisement et l'autre source réalise une prestation de route. Les projecteurs connus de l'état de la technique ont un mauvais rendement opti est à dire que le flux lumineux sortant du système opti par rapport au flux lumineux entrant dans le système optique est pas optimum. De plus, une partie non négligeable des rayons lumineux émis par la source ne sont pas récupérés dans le faisceau lumineux, parfois du fait de la présence d'un occultateur. L'invention vise à proposer une nouvelle conception de projecteur qui ne présente pas les inconvénients cités ci-dessus. L'invention peut notamment 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 premier guide de lumière, ou optique de concentration, dont la forme du volume est générée globalement par un segment d'arc et qui comporte une surface d'entrée et une surface de sortie - système optique comporte un second guide de lumière, ou opti de répartition, dont la surface d'entrée accolée à la surface sortie de l'optique de concentration qui comporte une surface de sortie -, - l'optique de concentration et l'optique de répartition sont globalement alignées selon un axe optique principal ; - la source lumineuse primaire est agencée sensiblement sur l'axe optique principal ; - la source lumineuse secondaire est décalée transversalement par rapport à l'axe optique principal ; de manière que la majorité des rayons lumineux provenant de la source lumineuse primaire soient répartis sur au moins une portion de la surface de sortie du système optique pour produire un faisceau d'éclairage primaire, en vue de réaliser par exemple une prestation du type feu de route, et de manière que la majorité des rayons lumineux provenant de la source lumineuse secondaire soient répartis sur une portion de la surface de sortie du système optique pour produire un faisceau d'éclairage secondaire divergent par rapport au faisceau d'éclairage primaire, en vue de réaliser par exemple une prestation du type feu de croisement. Les caractéristiques du système optique du projecteur selon l'invention lui permettent d'avoir un meill rendement lumineux que les projecteurs conventionnels. Grace au meilleur rendement lumineux du projecteur selon l'invention on peut diminuer la puissance des sources lumineuses. Dans le cas de sources lumineuses fixes l'absence de pièces mouvement améliore notamment la fiabilité du projecteur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la forme du volume de l'optique de concentration et/ou la forme du volume de l'optique de répartition sont générées globalement par un segment d'arc de spirale logarithmique ; - la forme du volume de l'optique de concentration et/ou la forme du volume de l'optique de répartition sont de révolution autour de l'axe optique principal ; - la surface d'entrée de l'optique de concentration est concave; - 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 a son bord périphérique circulaire et la surface de sortie de l'optique de concentration est sensiblement conique ; - les guides de lumière sont des blocs monolithiques solides et transparents, par exemple en verre en matière plastique ; - les guides de lumière sont des formes vides dont certaines parois périphériques sont recouvertes d'une matière léchissante. - lorsque le projecteur comporte deux sources lumineuses fixes, on réalise la prestation de feu de route en allumant simultanément les deux sources lumineuses, le isceau produit la source secondaire complétant le faisceau produit par la source primaire. D'autres caractéristiques et avantages l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée 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 côte 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, ' titre non limitatif, une orientation d'arrière en avant suivant un 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 et d'un réflecteur secondaire 18 de type connu. source lumineuse primaire 12 est agencée sur l'axe optique à l'arrière du projecteur 10. La source lumineuse secondaire 14 est décalée transversalement par rapport à l'axe optique A-A. Elle est agencée > au-dessus de l'axe optique A-A, à l'arrière du projecteur De préférence, la source lumineuse secondaire 14 est agencée dessus de la source lumineuse primaire 12 et légèrement décalée axialement vers l'avant par rapport à 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 la source lumineuse 14 associée. reflecteurs 16, 18 sont réalisés par exemple en une seule piece 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, 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. Avantageusement, la surface de sortie 20 du réflecteur primaire est sensiblement transversale à l'axe optique A- alors que surface de sortie 22 du réflecteur secondaire 18 inclinée rapport à l'axe optique A-A. rayons qui sortent de chaque réflecteur 16, 18 par ouverture de sortie 20, 22 pénètrent ensuite dans un système optique 24 par sa surface d'entrée 26. Dans la suite de la description on notera Rl les rayons lumineux émis par la source primaire 12 et R2 les rayons lumineux emis par la source secondaire 14. Conformément aux enseignements de l'invention, système optique 24 comporte un premier guide de lumière arrière, optique de concentration, et un deuxième guide lumière avant, ou optique de répartition. forme du volume de l'optique de concentration 28 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 28 est réalisee suivant les enseignements du document FR-A-2.689.961 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 employées pour générer la forme du volume de l'optique de concentration 28, mais l'arc de spirale logarithmique donne le meilleur rendement optique. La forme du volume de l'optique de répartition 30 est ici générée globalement par la révolution d'un segment d'arc de spirale logarithmique autour de l'axe optique A-A. Les deux guides de lumière 28, 30 sont donc sensiblement alignés suivant l'axe optique A-A. La surface d'entrée 26 système optique 24 est confondue avec la surface d'entrée l'optique de concentration 28. La surface d'entrée 26 de l'optique de concentration 28 est ici concave et son bord périphérique 32 est circulaire. La surface de sortie 34 de l'optique de concentration 28 est sensiblement conique convexe, La surface d'entrée concave 36 de l'optique de répartition 30 est accolée à la surface de sortie 34 de l'optique de concentration 28 de manière à récupérer la majorité des rayons lumineux qui sortent de l'optique concentration 28. La surface d'entrée 36 est forme complémentaire à la surface de sortie 34 de l'optique concentration 28, ici en forme de cône. La surface avant de sortie 38 de l'optique de répartition 30 est confondue avec la surface de sortie du système optique 24. La surface de sortie 38 de l'optique de répartition 30 est ici convexe et son bord périphérique circulaire. Avantageusement, les optiques concentration 28 et de répartition 30 sont des blocs monolithiques solides et transparents, par exemple en verre matière plastique. Selon une variante de réalisation (non représentée) de l'invention, les optiques de concentration 28 et de répartition 30 sont des formes vides dont certaines parois périphériques sont recouvertes d'une matière réfléchissante. On expliquera maintenant le fonctionnement du projecteur 10 selon l'invention. Lorsque l'on souhaite réaliser une prestation de feu de route on allume la source lumineuse primaire 12. La majorité des rayons lumineux Rl émis par la source lumineuse primaire 12 est regroupée par son réflecteur 16 sur la surface d'entrée 26 de l'optique de concentration 28. Grâce à l'agencement de la source primaire 12 et de son réflecteur 16 sur l'axe optique A-A, les rayons Rl de la source primaire 12 pénètrent dans l'optique de concentration 28 selon une trajectoire sensiblement perpendiculaire à sa surface d'entrée 26 manière qu'ils se répartissent de manière sensiblement égale à l'intérieur de l'optique de concentration 28 pour etre concentrés sur l'ensemble de sa surface de sortie 34. Les rayons lumineux Rl de la source primaire 12 pénètrent ensuite dans l'optique de répartition 30 qui les répartit l'ensemble de sa surface de sortie 38 de manière à produire faisceau d'éclairage primaire Fl qui réalise la prestation de de route. Sur la figure 2 on a représenté schématiquement par zone hachurée horizontalement un exemple de faisceau d'éclairage primaire Fl qui réalise la prestation de feu de route. Lorsque l'on souhaite réaliser une prestation de feu de croisement on allume la source lumineuse secondaire 14. La majorité des rayons lumineux R2 émis par la source lumineuse secondaire 14 est regroupée par son réflecteur 18 sur la surface d'entrée 26 de l'optique de concentration 28. Comme la source lumineuse secondaire 14 est décalée transversalement par rapport à l'axe optique A-A, les rayons lumineux R2 arrivent sur la surface d'entrée 26 de l'optique de concentration 28 avec un angle d'incidence important. La forme de l'optique de concentration 28, notamment la forme de sa surface d'entrée 26, est prévue ici pour que les rayons lumineux R2 de la source secondaire 14 qui se réfractent à l'intérieur de l'optique de concentration 28 se réfléchissent principalement sur la moitié inférieure 42 de sa paroi périphérique 44 pour être concentrés principalement sur la moitié supérieure 46 sa surface de sortie 34. Les rayons lumineux R2 de la source primaire 14 pénètrent ensui dans l'optique de répartition 30 qui les répartit sur portion de sa surface de sortie 38 de manière à produire faisceau d'éclairage secondaire F2 qui est divergent par rapport au faisceau d'éclairage primaire Fl, et qui réalise la prestation feu de croisement. Sur la figure 2 on a représenté schématiquement par zone hachuree verticalement un exemple de faisceau d'éclairage secondaire Avantageusement, pour protéger le système optique 24 contre des dégradations dues à l'environnement, on place une glace de protection 48, traitée comme le prévoit la réglementation, devant le système optique 24. Aucune occultation de la lumière n'est effectuée entre sources lumineuses 12, 14 et la glace de protection 48. On note que l'invention ne se limite pas aux lampes incandescence mais qu'elle s'applique aussi à des projecteurs utilisant notamment des lampes à décharge, des lampes à plasma, etc. Selon une variante de réalisation (non représentée) de l'invention, le projecteur 10 comporte une seule source lumineuse qui est mobile avec son réflecteur et qui peut occuper alternativement la position de la source lumineuse primaire 12 et la position de la source lumineuse secondaire 14. Selon une autre variante de réalisation (non représentée) de l'invention, on réalise la prestation de feu de route en allumant simultanément les deux sources lumineuses 12, 14. Dans ce mode de réalisation, le faisceau d'éclairage secondaire F2 et le faisceau d'éclairage primaire Fl se complètent pour réaliser la prestation de feu de route. REVENDICATIONS 1. Projecteur (10), notamment de phare de véhicule, comportant soit une source lumineuse primaire (12) et une source lumineuse secondaire (14) qui sont fixes, soit une source lumineuse commune qui est mobile et qui peut occuper alternativement une position de source lumineuse primaire (12) et une position de source lumineuse secondaire (14), des moyens (16, pour regrouper les rayons lumineux (Rl, R2) émis par chaque source lumineuse (12, 14) sur la surface d'entrée (26) d'un système optique (24) fixe, et du type dans lequel le système optique (24) comporte une surface de sortie (38) orientée dans le sens la direction générale d'éclairage, caractérisé en ce que - le système optique (24) comporte un premier guide lumi, (28), ou optique de concentration, dont la forme volume est générée globalement par un segment d'arc et comporte une surface d'entrée (26) et une surface de sortie (34) le système optique (24) comporte un second guide lumière (30), ou optique de répartition, dont la surface d'entree (36) est accolée à la surface de sortie (34) de l'optique concentration (28) et qui comporte une surface de sortie (38) ; - l'optique de concentration (28) et l'optique de répartition (30) sont globalement alignées selon un axe optique principal (A-A) ; la source lumineuse primaire (12) est agencée sensiblement sur l'axe optique principal (A-A) ; la source lumineuse secondaire (14) est décalée transversalement par rapport à l'axe optique principal (A-A) ; de manière que la majorité des rayons lumineux (Rl) provenant de la source lumineuse primaire (12) soient répartis sur au moins une portion de la surface de sortie (38) du système optique (24) pour produire un faisceau d'éclairage primaire (Fl), en vue réaliser par exemple une prestation du type feu de route, et manière que la majorité des rayons lumineux (R2) provenant de la source lumineuse secondaire (14) soient répartis sur une portion de la surface de sortie (38) du système optique (24) pour produire un faisceau d'éclairage secondaire (F2) divergent par rapport au faisceau d'éclairage primaire (Fl), 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 l'optique de concentration (28) et/ou la forme du volume de l'optique de répartition (30) sont générées globalement par un segment d'arc de spirale logarithmique. 3. Projecteur (1 selon Vu n e quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme du volume de l'optique de concentration (28) et/ou la forme du volume de l'optique de repartition (30) sont de révolution autour de l'axe optique principal -A). 4. Projecteur (1 selon Vu n e quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface d'entrée (26) de l'optique concentration (28) est concave. 5. Projecteur (1 selon Vu n e quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme du volume de l'optique de concentration (28) est de révolution autour de l'axe optique principal A). 6. Projecteur (1 selon la revendication précédente, caractérisé en ce que surface d'entrée (26) de l'optique de concentration (28) a bord périphérique (32) circulaire et la surface de sortie (34) de l'optique de concentration (28) est sensiblement conique. 7. Projecteur (1 selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les guides de lumière (28, 30) sont blocs monolithiques solides et transparents, par exemple en verre ou en matière plastique. 8. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les guides de lumière (28, 30) sont des formes vides dont certaines parois périphériques sont recouvertes d'une matière réfléchissante. 9. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque le projecteur (10) comporte deux sources lumineuses fixes (12, on réalise la prestation de feu de route en allumant simultanément deux sources lumineuses (12, 14), le faisceau (F2) produit source secondaire (14) complétant le faisceau (171) produit source primaire (12).