Brevet FR2806151A1 — publié le 20010914

A 2806151 REFLECTEUR POUR UN DISPOSITIF D'ECLAIRAGE OU DE SIGNALISATION DE VEHICULE AUTOMOBILE, ET PROJECTEUR OU FEU DE SIGNALISATION COMPORTANT UN TEL REFLECTEUR La présente invention concerne de manière générale l'éclairage ou la signalisation de véhicules automobiles, et plus particulièrement les réflecteurs équipant de tels dispositifs d'éclairage ou de signalisation, ainsi que les projecteurs ou les feux de signalisation compre- nant de tels réflecteurs. On connaît déjà par les documents FR-A-2 609 146 et FR-A-2 609 148 au nom de la Demanderesse un projecteur dont le réflecteur comporte deux zones latérales de configuration classique, et par exemple soit paraboliques, soit du genre capable de former par elles-mêmes un faisceau coupé d'allure déterminée, et une zone centrale dont le profil en coupe horizontale est modifié par rapport à ladite configuration classique, c'est à dire approfondi ou aplati, tout en se raccordant essentiellement sans rupture de pente avec les zones latérales. Un tel réflec- teur a pour objet de créer par lui-même, c'est à dire sans l'intervention de la glace, un faisceau plus large qu'avec la conception classique, et également d'éviter une concentration de lumière excessive au centre de la glace, ce qui permet notamment d'utiliser une glace en matière plas- tique moulée. On connaît également du document DE-A-197 45 467 un projecteur pour véhicule automobile, muni d'une source de lumière et d'un réflecteur, dans lequel un écran est disposé, dans le trajet de sortie de la lumière après le réflecteur, cet écran comportant une ouverture pour laisser passer la lumière, la section de cette ouverture étant plus petite que la section du réflecteur. Enfin on connaît par le document FR-A-2 634 003 un réflecteur comportant, entre des zones principales conçues pour donner au faisceau une certaine largeur, des zones de transi- tion. De telles zones de transition, ou d'hyperboles, ne permettent cependant pas d'éviter que, par leur propre fait ou du fait même de la conception des zones principales, des zones de concentration excessive de la lumière apparaissent au niveau de la glace. Il s'est avéré toutefois que tous les réflecteurs discutés ci-dessus soit offrent une ré- partition de lumière pouvant manquer d'homogénéité lorsqu'un étalement horizontal très im- -2- 2806151 portant du faisceau est demandé, soit provoquent des zones de concentration excessive de lumière au niveau de la glace. De plus, la législation impose de nouvelles normes relativement contraignantes, voire contradictoires, selon lesquelles l'intensité lumineuse, sur un écran placé perpendiculairement à l'axe du projecteur doit d'une part dépasser une valeur minimale le long d'une ligne parallèle à un plan horizontal passant par l'axe du projecteur et située à 2, 5 en dessous de ce plan, et d'autre part doit être inférieure à une valeur maximale le long d'une ligne située à 5 en dessous de ce même plan horizontal. La présente invention se place dans ce contexte et elle a pour but de proposer un ré- flecteur pour projecteur ou feu de signalisation, de grande largeur et homogène, sans que le réflecteur ait lui-même des dimensions trop importantes, et sans que des rayons lumineux soient perdus par des parties constitutives du projecteur. La présente invention concerne donc un réflecteur pour dispositif d'éclairage ou de si- gnalisation d'un véhicule automobile, destiné à être associé à une source lumineuse pour former un faisceau lumineux de configuration prédéterminée autour d'un axe optique longitu- dinal, la source lumineuse dont la plus grande dimension est disposée le long de 1' axe optique longitudinal, et émettant des rayons formant avec l'axe optique longitudinal un angle d'émission, ces rayons étant réfléchis par le réflecteur sous un angle d'émergence par rapport à l'axe optique longitudinal, le réflecteur comprenant, de chaque côté d'un plan de symétrie central vertical passant par l'axe optique longitudinal, une zone de réflexion. Selon la présente invention, les rayons réfléchis par la zone de réflexion, à mesure que l'on s'éloigne du plan de symétrie central vertical, passent d'une première déviation maximale à une deuxième déviation maximale, la première déviation maximale étant divergente et la deuxième déviation maximale étant convergente. De préférence, les rayons réfléchis par le réflecteur passent de la première déviation maximale à la deuxième déviation maximale de manière progressive et continue. De manière avantageuse, dans une zone de réflexion, l'angle d'émergence est une fonction monotone continûment décroissante de l'angle d'émission. on peut prévoir dans ce cas que la fonction monotone continûment décroissante soit linéaire. Selon un mode préféré de réalisation, le réflecteur comporte, de chaque côté d'un plan central horizontal perpendiculaire au plan de symétrie central vertical, une surface dont la -3- section par un plan vertical contenant un rayon réfléchi par cette surface est une parabole, dont le foyer est situé au voisinage de la source lumineuse. En variante, on peut prévoir que le réflecteur comporte, de chaque côté d'un plan cen- tral horizontal perpendiculaire au plan de symétrie central vertical, une surface dont la section par un plan vertical contenant un rayon réfléchi par cette surface est une quasi-parabole, dont le foyer est situé au voisinage de la source lumineuse, dans une position qui est une fonction de l'angle, par rapport à l'axe optique longitudinal, sous lequel un rayon lumineux est émis par la source lumineuse. Dans tous les cas, les zones du réflecteur situées de part et d'autre du plan de symétrie central vertical présentent une discontinuité du second ordre, les plans tangents à ces zones de part et d'autre du plan de symétrie central vertical formant un angle non nul et étant symétri- ques par rapport au plan de symétrie central vertical. Un réflecteur réalisé conformément à la présente invention trouvera une application avantageuse pour former un projecteur pour véhicule automobile, ou un feu de signalisation pour véhicule automobile. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clai- rement de la description qui va maintenant être faite d'un exemple de réalisation donné à titre non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 représente schématiquement une coupe axiale horizontale d'un projecteur muni d'un réflecteur réalisé conformément à la présente invention; - la Figure 2 représente schématiquement une coupe verticale du réflecteur équipant le projecteur de la Figure 1; - la Figure 3 représente une vue en perspective du réflecteur équipant le projecteur de la Figure 1 - la Figure 4 représente une vue de face du réflecteur de la Figure 3; - la Figure 5 représente des courbes isolux du faisceau obtenu par la moitié droite du réflecteur du projecteur de la Figure 1; - la Figure 6 représente des courbes isolux du faisceau obtenu par la moitié gauche du réflecteur du projecteur de la Figure 1, et - la Figure 7 représente des courbes isolux du faisceau obtenu par la totalité du réflec- teur du projecteur de la Figure 1. -4- On a représenté sur la Figure 1 un réflecteur, vu en coupe horizontale axiale, et désigné dans son ensemble par la référence 10. Le réflecteur 10 équipe un projecteur P, qui comporte en outre une source lumineuse 12, constituée du filament d'une lampe ou de l'arc d'une lampe à décharge, et un cache de lumière directe 14 disposé en avant de la source lumineuse 12. Le projecteur P est fermé par une glace 16, dont les bords 18 constituent des pieds de glace, par lesquels la glace 16 est maintenue sur des joues 20. Le réflecteur 10 définit un axe optique longitudinal Ox, dans la direction d'illumination et contenant la source lumineuse 12, un axe horizontal transversal Oy et un axe vertical transversal Oz. Comme on le voit mieux sur la Figure 2, la plus grande dimension de la source lumineuse 12 est disposée le long de l'axe Ox. De manière plus précise, la source lumineuse 12, schématisée par une portion de cylindre, est disposée parallèlement à l'axe Ox de telle sorte que sa partie inférieure soit tangente à cet axe Ox. On a également représenté sur la Figure 1 la projection verticale, dans le plan xOy, des trajets des rayons lumineux issus de la source lumineuse 12 et réfléchis par différents points du réflecteur 10, et sur la Figure 2 la projection horizontale des trajets des rayons lumineux issus de la source lumineuse 12 et réfléchis par différents points du réflecteur 10. La Figure 2 représente une vue en coupe verticale du réflecteur de la Figure 1, sans le cache de lumière directe ni la glace de fermeture. De façon plus précise, la Figure 2 est une vue en coupe verticale, selon un plan parallèle à l'axe Oz, et contenant un rayon réfléchi par le réflecteur 10, et formant ainsi un angle y avec l'axe Ox. Sur la Figure 2, O'x' et O'z' repré- sentent les projections des axes Ox et Oz dans le plan de cette Figure, de même que 12' repré- sente la projection de la source lumineuse 12 dans la plan de cette Figure, et que les rayons lumineux issus de la source 12 et incidents sur le réflecteur 10 sont représentés en pointillés. On voit sur la Figure 2 que, en section verticale, le réflecteur 10 est constitué deux demi-paraboles 10H et 10B. La demi-parabole supérieure 10H a son foyer FH situé à l'arrière de la source lumineuse 12, et la demiparabole inférieure 10B a son foyer FB situé à l'avant de la source lumineuse 12. Les deux demi-paraboles 10H et 10B présentent en tout point de coor- données x, y, z, et en particulier dans le plan médian x'Oy pour les points de coordonnées x, y, 0, une continuité du second ordre en z, c'est à dire que les plans tangents à la surface réflé- chissante en tout point de coordonnées x, y, z varient de façon continue pour toute variation de la seule variable z. - 2806151 On peut observer le rôle joué par les différents points de la surface réfléchissante, et en particulier de part et d'autre de l'axe central Ox. Dans des plans verticaux x'O'z' tels que dé- finis ci-dessus et contenant les rayons réfléchis par la surface réfléchissante, la Figure 2 illus- trant un de ces plans, les rayons lumineux émis par la source 12, du fait de la disposition des s foyers FH et FB des deux demi-paraboles 10H et 10B par rapport à la source 12, sont tous réflé- chis dans un faisceau d'angle a, c'est à dire un faisceau dont la limite supérieure est parallèle à un plan horizontal, et dont la limite inférieure fait un angle a avec un plan horizontal, ainsi qu'on l'a représenté sur la Figure 2. La présente invention s'applique également au cas o les demi-paraboles 10H et 10B possèdent des foyers " pilotés ", c'est à dire qu'elles constituent des quasi-paraboles dont le foyer FH et FB occupe sur l'axe Ox une position qui est une fonction de l'angle 8, dont la pro- jection sur un plan vertical tel que celui de la Figure 2 est représentée par 8', sous lequel un rayon lumineux est émis par la source lumineuse 12, par rapport à l'axe Ox. On voit sur les Figures 1 et 3 que le réflecteur présente, en coupe horizontale selon le plan médian xOy, une discontinuité du second ordre, c'est à dire que de part et d'autre du plan xOz, les plans tangents à la surface réfléchissante forment un angle non nul, et de plus ils sont symétriques par rapport au plan médian xOz. On peut également observer le rôle joué par les différents points de la surface réflé- chissante, et en particulier de part et d'autre de l'axe central Ox. Dans des plans horizontaux parallèles au plan xOy, tels que représentés sur la Figure 1, et en s'éloignant de l'axe central Ox, les rayons lumineux issus de la source lumineuse 12 et très faiblement inclinés sur l'axe Ox sont réfléchis par le réflecteur 10 de manière d'une part à contourner le cache de lumière directe 14 et d'autre part à parvenir sur la glace 16, en évitant à la fois les joues 20 et les pieds de glace 18. Les rayons subissent donc dans cette première partie du réflecteur une déviation divergente. En ne considérant par exemple que la moitié droite du projecteur de la Figure 1, on voit que les rayons émis par la source lumineuse 12, formant un angle d'émission f3 avec l'axe Ox, sont réfléchis par la première partie 10d1 du réflecteur 10 proche de l'axe Ox en formant un angle d'émergence y avec l'axe Ox. On voit de plus qu'ils subissent une déviation diver- gente vers la droite, et contribuent à former la partie du faisceau située sur la partie droite de la Figure 5, la déviation maximale étant de l'ordre de 40 . -6- 2806151 A mesure que l'angle 3 des rayons lumineux émis par la source lumineuse 12 aug- mente par rapport à l'axe Ox, c'est à dire à mesure que le point d'incidence de ces rayons sur le réflecteur 10 s'éloigne de l'axe Ox, l'angle, par rapport à l'axe Ox, des rayons réfléchis par la partie 10d, du réflecteur 10 décroît, jusqu'à s'annuler, les rayons lumineux réfléchis étant alors parallèles à l'axe Ox, et contribuent à former la partie axiale du faisceau, comprise entre +5 et-5 . En continuant de s'éloigner de l'axe Ox, c'est à dire en augmentant encore l'angle des rayons lumineux émis par la source lumineuse 12 par rapport à l'axe Ox, les rayons issus de la source lumineuse 12 et incidents sur la deuxième partie 10,2 du réflecteur 10 donnent nais- sance à des rayons réfléchis vers la gauche, dont l'angle par rapport à l'axe Ox décroît encore pour passer d'une valeur nulle à une valeur négative. Ces rayons lumineux contribuent à for- mer la partie du faisceau située sur la gauche de la Figure 5, la déviation maximale étant de l'ordre de -20 , et dans un premier temps convergente. De plus, les rayons lumineux réfléchis par l'extrémité de la partie 1 Od2 la plus éloignée de la source lumineuse 12, subissant une dé- viation convergente, parviennent sur la glace 16 dans sa partie utile, en évitant le pied de glace 18. Du fait que la source lumineuse 12 est disposée de telle façon que sa plus grande di- mension soit disposée le long de l'axe Ox, il en résulte que les images de cette source fournies par la partie 10d, du réflecteur 10 et formées sur un écran sont verticales ou quasi-verticales, tandis que les images de la source fournies par la partie 1 0d2 du réflecteur 10 et formées sur un écran sont horizontales ou quasi-horizontales. Le fait d'envoyer les images quasi-horizontales ou horizontales au voisinage immédiat de l'axe du projecteur et simultanément les images quasi-verticales en dehors du voisinage de l'axe du projecteur contribue à satisfaire les nou- velles exigences réglementaires, sans être conduit à concevoir un réflecteur de dimensions importantes, notamment dans le sens horizontal. Le faisceau obtenu après réflexion sur la totalité de la moitié droite du réflecteur 10 constituée des parties 10d, et lOd2 est représenté par ses courbes isolux, telle qu'elles sont il- lustrées sur la Figure 5. La moitié gauche du réflecteur 10, constituée des parties 1 0óg et 10 g2, donne une confi- guration de faisceau symétrique par rapport au plan xOz, représentée par ses courbes isolux sur la Figure 6, et le faisceau fourni par la totalité du réflecteur 10 est la somme des faisceaux -7- partiels des Figures 5 et 6, et résulte en une ses courbes isolux telle qu'on les a représentées sur la Figure 7. On voit donc que, les rayons sont émis par la source lumineuse en formant un angle d'émission 13 avec l'axe optique longitudinal Ox et sont réfléchis par le réflecteur en formant un angle d'émergence y avec l'axe optique longitudinal Ox, et que l'angle d'émergence y est une fonction monotone décroissante de l'angle d'émission 13. Une telle fonction monotone décroissante de l'angle d'émission peut être linéaire, du type: Y=-k, g+k2 o k. et k2 sont deux nombres réels positifs, et constituent des paramètres caractérisant la forme du réflecteur 10 et les conditions aux limites, c'est à dire sur les bords du réflecteur 10. Selon les courbes isolux désirées pour le réflecteur 10 telle que représentées sur la Fi- gure 7, on pourra choisir toute fonction monotone décroissante de l'angle d'émission P, et la valeur des coefficients pour obtenir toute configuration lumineuse prédéterminée. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit, mais elle est susceptible au contraire de recevoir par l'homme du métier de nombreuses variantes qui rentrent dans son cadre. C'est ainsi que l'invention peut être mise en oeuvre dans des projecteurs pour faisceaux de croisement, des projecteurs anti-brouillard, ou des feux de signalisation, situés à l'avant ou à l'arrière du véhicule. Dans ce dernier cas, on pourra prévoir que les demi-paraboles supérieure et inférieure appartiennent à la même parabole de révolu- tion, et que le foyer de cette parabole unique soit situé au voisinage du centre de la source lumineuse. - 8 - -8- 2806151 REVENDICATIONS 1. Réflecteur (10) pour dispositif d'éclairage ou de signalisation d'un véhicule auto- mobile, destiné à être associé à une source lumineuse (12) pour former un faisceau lumineux de configuration prédéterminée autour d'un axe optique longitudinal (Ox), la source lumi- neuse (12) dont la plus grande dimension est disposée le long de 1' axe optique longitudinal (Ox), et émettant des rayons formant avec l'axe optique longitudinal (Ox) un angle d'émission (3), ces rayons étant réfléchis par le réflecteur (10) sous un angle d'émergence (y) par rapport à l'axe optique longitudinal (Ox), le réflecteur (10) comprenant, de chaque côté d'un plan de symétrie central vertical (xOz) passant par l'axe optique longitudinal (Ox), une zone de ré- flexion (1Od1 10ld2; lOgIl, lOg2), caractérisé en ce que les rayons réfléchis par la zone de ré- flexion (lOd lO d2; lOgI, lOg2), à mesure que l'on s'éloigne du plan de symétrie central vertical (xOz), passent d'une première déviation maximale à une deuxième déviation maximale, la première déviation maximale étant divergente et la deuxième déviation maximale étant convergente. 2. Réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rayons réfléchis par le réflecteur (10) passent de la première déviation maximale à la deuxième déviation maximale de manière progressive et continue. 3. Réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une zone de ré- flexion (lOd, lOd2; 1g0, lOg2), l'angle d'émergence (y) est une fonction monotone continû- ment décroissante de l'angle d'émission ([3). 4. Réflecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fonction monotone continûment décroissante est linéaire. 5. Réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, de chaque côté d'un plan central horizontal (xOy) perpendiculaire au plan de symétrie central vertical (xOz), une surface dont la section (1OH, 10B) par un plan vertical contenant un rayon réfléchi par cette surface est une parabole, dont le foyer (FH, FB) est situé au voisinage de la source lumineuse (12). 6. Réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, de chaque côté d'un plan central horizontal (xOy) perpendiculaire au plan de symétrie central vertical (xOz), une surface dont la section (1OH, lOB) par un plan vertical contenant un rayon réfléchi par cette surface est une quasi-parabole, dont le foyer (FH, FB) est situé au voisinage de la source lumi- -9- neuse (12), dans une position qui est une fonction de l'angle (6), par rapport à l'axe optique longitudinal (Ox), sous lequel un rayon lumineux est émis par la source lumineuse (12). 7. Réflecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zo- nes (lOdl, l0g,) du réflecteur (10) situées de part et d'autre du plan de symétrie central vertical (xOz) présentent une discontinuité du second ordre, les plans tangents à ces zones de part et d'autre du plan de symétrie central vertical (xOz) formant un angle non nul et étant symétri- ques par rapport au plan de symétrie central vertical (xOz). 8. Projecteur pour véhicule automobile, comportant une source lumineuse (12), un ré- flecteur (10), un cache de lumière directe (14) et une glace de fermeture (16), caractérisé en ce que le réflecteur (10) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Projecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la glace de fermeture (16) est lisse ou faiblement déviatrice. 10. Feu de signalisation pour véhicule automobile, comportant une source lumineuse (12), un réflecteur (10), un cache de lumière directe (14) et une glace de fermeture (16), ca- ractérisé en ce que le réflecteur (10) est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, et en ce que la glace de fermeture (16) est lisse ou faiblement déviatrice.