Brevet FR2847334A1 — publié le 20040521

AGENCEMENT D PROJECTEUR POUR VEHICULE ET DISPOSITIF DE VISUALISATION D'UN CHAMP DE VISION DANS LE SENS DE MARCHE D'UN VEHICULE L'invention concerne un agencement de projecteur pour véhicule, ainsi qu'un dispositif de visualisation d'un champ de vision dans le sens de marche d'un véhicule. En conduite de nuit, un conducteur de véhicule automobile ne peut voir qu'une zone relativement réduite devant le véhicule. Son champ de vision est alors limité à la zone située devant le véhicule qui est éclairée par les projecteurs du véhicule. On connaît différents systèmes destinés à améliorer la visibilité de nuit, qui utilisent la détection et l'imagerie infrarouge. Ces systèmes permettent d'améliorer sensiblement la sécurité en conduite de nuit grâce à une meilleure perception des obstacles éloignés. Une première variante de tels systèmes met en oeuvre des systèmes de détection sensibles à la lumière infrarouge, en particulier des caméras dites infrarouge, dont les données-image recueillies sont reproduites sur un écran ou similaire situé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Dans une amélioration d'un tel système, le système ne se contente pas de détecter le rayonnement infrarouge émis par les objets dans l'espace de circulation, le véhicule lui-même émettant un rayonnement infrarouge et irradiant la zone située devant le véhicule sur des distances relativement importantes. Le rayonnement infrarouge réfléchi peut être converti par la caméra du véhicule en un signal électrique et affiché à l'attention du conducteur sur un écran ou un affichage " tête haute " (head-up display). L'oeil humain n'étant pas sensible à la lumière infrarouge, les automobilistes circulant en sens inverse ne sont pas éblouis par le rayonnement infrarouge émis par le véhicule. La portée d'un agencement de projecteur infrarouge peut atteindre voire dépasser celle d'un projecteur classique à longue portée. On connaît également des systèmes permettant d'adapter le cône lumineux d'un projecteur de véhicule aux exigences de diverses situations de circulation. Ainsi on connaît le faisceau dit " autoroute " qui assure un meilleur éclairage de la zone située loin devant le véhicule. Un dispositif de commande du faisceau lumineux d'un agencement de projecteur de véhicule est connu par exemple du document DE 199 50 505 AI. Ce dispositif connu comprend une première source lumineuse 1 5 pour une lumière additionnelle et une seconde source lumineuse pour les feux de route. La première source lumineuse est montée pivotante et éclaire, dans une première position, les bas-côtés de la voie empruntée et, dans une deuxième position, la voie elle-même. 2 0 Des agencements de projecteur pour véhicule sont également décrits dans les documents DE 197 39 089 AI et DE 199 09 413 AI. Ces projecteurs comportent chacun un réflecteur en forme de cuvette ainsi qu'un tambour-diaphiragme agencé entre ledit réflecteur et une lentille. Ce tambour-diaphragme peut pivoter dans plusieurs positions angulaires autour d'un axe de rotation horizontal et transversal à l'axe optique. L'enveloppe du tambour-diaphragme présente différents groupes de lignes focales produisant chacune une ligne de coupure d'une figure lumineuse. Cette mesure permet d'adapter le faisceau lumineux du projecteur à la situation de circulation, le tambour-diaphragme occultant -3 ou dégageant par exemple une zone éloignée, permettant de commuter ainsi entre feux de route et feux de croisement. L'invention se fixe pour objet d'améliorer un dispositif du type cité en préambule pour éclairer et visualiser un champ de vision d'un véhicule en assurant un meilleur éclairage de la voie en fonction de la situation de circulation et par là même une augmentation de la sécurité routière. Ce problème fondamental est résolu par les caractéristiques de l'invention. Un agencement de projecteur pour véhicule selon l'invention comporte au moins une source lumineuse pour produire une lumière visible et une lumière invisible dans une bande de fréquences de l'infrarouge, les deux lumières pouvant être produites par une seule source lumineuse ou par différentes sources lumineuses. L'agencement de projecteur comprend en outre un dispositif associé à la source lumineuse pour focaliser la lumière sur une zone située devant le véhicule. Sur la trajectoire des rayons de la source lumineuse est prévu un diaphragme réglable pour l'occultation variable au moins de la lumière visible. Pour produire un faisceau de rayons infrarouges, on peut utiliser une unité d'éclairage composée d'une lampe halogène, d'un réflecteur et éventuellement d'un système de lentilles, présentant une caractéristique de rayonnement de type feux de route. Cette unité peut être logée par exemple dans un boîtier de projecteur déjà existant, étant donné que dans cette région, des composants de sécurité ou de confort -4 déjà présents peuvent être utilisés pour l'installation de nettoyage du projecteur et le dispositif de réglage du rayon d'éclairage. L'agencement de projecteur selon l'invention constitue de préférence un complément à des projecteurs de véhicule déjà existants. Selon une forme d'exécution de l'invention, dans une première position du diaphragme, la lumière visible est largement obturée et, dans une deuxième position du diaphragme, une région située devant le véhicule dans le sens de la marche est éclairée. Afin d'éviter tout éblouissement des automobilistes circulant en sens inverse, la partie visible du rayonnement, par exemple d'un rayonnement de lampe halogène, doit ressortir du projecteur uniquement sous la ligne de coupure en étant orientée selon la trajectoire de rayonnement de la lentille ou du réflecteur. La part de rayonnement visible dans le faisceau 1 5 peut être éliminée par des filtres appropriés de différents types ou être réduite à une valeur déterminée. Les filtres d'interférence et les filtres d'absorption sont particulièrement adaptés à cet usage. L'unité d'éclairage peut éventuellement être conçue réglable de o manière à permettre une adaptation à différents états de charge ou aux caractéristiques de rayonnement souhaitées. Dans le plan du diaphragme d'un module de projection servant d'unité de projection infrarouge, il est de préférence agencé un filtre infrarouge grâce auquel le module émet exclusivement de la lumière infrarouge avec une caractéristique longue portée, en plus du fonctionnement des feux de croisement normaux déjà présents. Ce filtre se trouve de préférence derrière un diaphragme de forme adaptée, assurant un angle de rayonnement défini dans les plans horizontal et - 5 vertical. Pour produire un éclairage spécial autoroute dans la région visible, ce filtre peut par exemple être déplacé vers le bas (environ 3 mm), afin qu'une bande étroite du rayonnement visible de la source lumineuse puisse être ajoutée aux feux de croisement déjà présents. En outre, le bord concerné du filtre doit présenter une forme adaptée pour produire une ligne de coupure adaptée à la conduite sur autoroute. Une autre forme d'exécution consiste en un filtre infrarouge fixe agencé dans le module de projection et en un diaphragme étroit, rabattable et opaque à la lumière et aux rayonnements. Pour obtenir des feux de croisement normaux plus une lumière infrarouge supplémentaire pour un système de vision de nuit, le diaphragme rabattable est fermé, et pour obtenir un éclairage spécial autoroute, le clapet mobile est ouvert pour laisser sortir le rayonnement visible supplémentaire. Pour ajuster la ligne de coupure ainsi créée à la position correcte (par exemple environ 0,4 %), il peut être nécessaire de régler l'ensemble du module de manière adaptée au moyen du dispositif de réglage du rayon d'éclairage. Cela peut s'effectuer par exemple en relevant légèrement le faisceau lumineux d'environ 1,5 par exemple. Le diaphragme rabattable ou mobile en translation peut être conçu de différentes façons. Le diaphragme peut pivoter vers l'avant autour d'un axe inférieur transversal à la direction d'émission de la lumière, et notamment horizontal. Il peut pivoter autour d'un axe 2 5 perpendiculaire au plan du diaphragme ou être translaté par exemple vers le bas d'environ 3 mm par exemple. L'élément d'entraînement prévu pour le diaphragme rotatif ou basculant est par exemple un électroaimant ou un moteur CC ou pas à pas avec un mécanisme approprié. - 6 Un dispositif selon l'invention de visualisation d'un champ de vision dans le sens de la marche d'un véhicule avec un agencement de projecteur selon l'une des formes d'exécution décrites précédemment comporte un dispositif de prise de vue sensible à la lumière infrarouge pour capturer le champ de vision et produire un signal électronique correspondant ainsi qu'un dispositif d'affichage pour la visualisation de données-image du signal par un conducteur. De cette manière, le conducteur peut à tout moment disposer d'un champ de vision étendu dans le sens de la marche sans éblouir les automobilistes circulant en sens inverse. Il devient ainsi possible de détecter rapidement des situations de danger grâce à une analyse d'image assistée par ordinateur, ce qui accroît la sécurité routière. Le dispositif de prise de vue consiste de préférence en une caméra infrarouge. Le dispositif d'affichage peut par exemple consister en un écran ou un affichage " tête haute ". L'agencement de projecteur peut être rapporté sur des projecteurs déjà présents ou être intégré dans des projecteurs existants. Selon une variante avantageuse, la commutation de l'éclairage spécial autoroute ou du diaphragme 2 0 basculant ou translatable s'effectue automatiquement sur détection d'une lumière produite par un véhicule circulant en sens inverse. Pour obtenir une haute résolution, le système de caméra requiert que l'environnement renvoie une densité de rayonnement aussi grande que possible dans le spectre infrarouge. Pour cela, l'intensité de rayonnement de l'émetteur infrarouge doit être aussi élevée que possible. Les composants optiques doivent répondre à des exigences étroitement définies liées à des considérations d'encombrement et de design tout comme dans le cas des projecteurs longue portée. Il est donc souhaitable - 7 de produire un rayonnement infrarouge dont la répartition spectrale soit adaptée à la sensibilité spectrale de la caméra. Pour une source de lumière supplémentaire destinée à assurer un éclairage spécial autoroute performant, on peut également utiliser un système de projection qui présente une ligne de coupure nette et éclaire le milieu de la voie devant le véhicule uniquement à partir de 25 m environ et jusqu'à une distance nettement supérieure à 100 m. Compte tenu du peu de place disponible dans les projecteurs pour véhicule, il est souvent impossible d'y loger deux modules supplémentaires. C'est pourquoi il est souhaitable de combiner au moins les deux fonctions décrites dans un seul et même module. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait qu'il permet d'employer un seul module pour la lumière infiarouge et l'éclairage additionnel spécial autoroute, deux fonctions indépendantes pouvant ainsi être réalisées. Cette solution économise de l'espace et augmente la sécurité de conduite de nuit. L'avantage des formes d'exécution décrites avec le diaphragme rabattable réside en outre dans le fait qu'il peut suffire de basculer un diaphragme en tôle simple et robuste, le filtre à infrarouge plus sensible pouvant être monté fixe et de ce fait ne pas être exposé aux risques de détérioration. L'invention est maintenant décrite plus en détail au moyen d'exemples d'exécution en se référant aux figures des dessins annexés. On a représenté: Figure 1 une représentation schématique d'un agencement de projecteur selon l'invention, Figure 2 une vue avant d'un diaphragme agencé dans le projecteur, Figure 3 une forme d'exécution de l'agencement de projecteur, Figure 4 un faisceau infrarouge, Figure 5 une représentation schématique de l'agencement de projecteur, le diaphragme étant basculé vers le haut, Figure 6 un faisceau obtenu avec l'agencement de projecteur selon la figure 5, Figure 7 une vue de dessus de l'agencement de projecteur, le diaphragme étant basculé vers le haut, Figure 8 une variante d'exécution de l'agencement de projecteur, le filtre étant déplacé vers le bas, Figure 9 une autre variante d'exécution de l'agencement de proj ecteur, Figure 10 une représentation schématique d'un agencement de réglage en hauteur du projecteur, Figure l l un faisceau obtenu au moyen de l'agencement de la figure 10 et Figure 12 la structure schématique d'un agencement selon l'invention permettant de visualiser un champ de vision. La figure 1 représente de manière schématique un agencement de projecteur 2 selon l'invention, constitué d'un réflecteur 4 et d'une lentille de projection 5 agencée sur un axe optique 24 devant le réflecteur 4. Entre le réflecteur 4 et la lentille de projection 5 est interposé un filtre l l qui, dans l'exemple d'exécution représenté, ménage une ouverture de lumière supérieure 9 pour le passage de lumière visible. -9 Le filtre 11 peut par exemple se présenter sous la forme d'un filtre d'interférence ou d'un filtre d'absorption de sorte que seule la lumière infrarouge peut traverser, la lumière visible étant bloquée. La figure 2 est une vue de dessus à caractère schématique représentant un agencement de projecteur 2 et un diaphragme 10 associé à celui-ci. Le diaphragme 10 présente un bord supérieur 26 doté d'un gradin 28 qui définit une ligne de coupure pour la lumière visible. Le gradin 28 est de préférence formé de manière à permettre d'obtenir une ligne de coupure souhaitée pour une caractéristique de rayonnement, qui n'éblouit pas les automobilistes circulant en sens inverse. L'agencement de projecteur 2 selon l'invention permet d'émettre à la fois de la lumière infrarouge et, par un réglage variable du diaphragme 10, un éclairage spécial autoroute. Dans le réglage illustré à la figure 2, seul un rayonnement infrarouge est émis. La figure 3 montre une forme d'exécution de l'agencement de projecteur 2 selon l'invention avec une source lumineuse 6 pour la lumière visible agencée dans le réflecteur 4 ou une source de lumière infrarouge 8. Les sources de lumière 6, 8 sont de préférence de conception intégrée et peuvent éventuellement former une seule et même source lumineuse. Entre le réflecteur 4 et la lentille de projection 5 sont agencés le filtre 1 1 précité ainsi qu'un diaphragme pivotant 10 agencé sur ledit filtre. Le diaphragme 10 est monté pivotant autour d'un axe de pivotement 14 et est actionné par un actionneur 30 par exemple. Cet actionneur peut notamment consister en un entraînement électromagnétique, un moteur pas à pas ou similaire. L'agencement de projecteur (2) ou la source lumineuse (6, 8) est réglable. - 10 La figure 4 montre un faisceau de lumière infrarouge 18 obtenu lorsque le diaphragme 10 est abaissé, c'est-à-dire situé sur la trajectoire des rayons, conformément à la figure 3. Dans le cas du faisceau lumineux représenté à la figure 4, seule la lumière infrarouge sort de l'agencement de projecteur 2, laquelle lumière infrarouge peut par exemple être enregistrée par une caméra ou similaire et être reproduite à l'intérieur de l'habitacle du véhicule (voir figure 12). La figure 5 montre l'agencement de projecteur selon la figure 3, avec le diaphragme 10 basculé vers le haut, produisant ainsi un faisceau lumineux tel que celui représenté à la figure 6. Dans ce cas, une région inférieure du faisceau lumineux est éclairée par de la lumière visible, qui dans le cas présent produit un faisceau autoroute 20. En outre, dans la région supérieure, seul est émis un faisceau de lumière infrarouge 18, lequel peut être détecté par une caméra et exploité pour représenter une région éloignée. Le rayonnement de lumière est alors prévu de façon à obtenir une ligne de coupure nette. La figure 7 montre une vue de dessus à caractère schématique de l'agencement de projecteur 2 selon l'invention, avec un diaphragme 10 basculable vers le haut, qui peut pivoter vers le haut autour d'un axe de pivotement 14 parallèle à l'axe optique 24. La figure 8 montre une variante d'exécution de l'agencement de projecteur 2, dans laquelle le filtre peut être partiellement déplacé vers le bas, libérant ainsi une partie supérieure de la surface de sortie de lumière, à savoir une ouverture de lumière supérieure 9. - 11 La figure 9 est une vue de côté à caractère schématique d'une autre variante d'exécution de l'agencement de projecteur selon l'invention, dans laquelle le diaphragme 10 peut être entraîné en rotation autour d'un axe de pivotement 14 perpendiculaire à l'axe optique 24, permettant ainsi d'obtenir un faisceau autoroute 20 selon la figure 4 ou la figure 6. La figure 10 montre en outre une possibilité complémentaire permettant de régler en hauteur le projecteur, dans laquelle l'ensemble de l'unité 2 peut basculer de quelques degrés vers le haut ou vers le bas pour permettre un meilleur éclairage quel que soit l'état de charge du véhicule, et dans lequel un ajustement de la ligne de coupure peut être obtenu. La flèche sur la figure 11 indique le basculement vers le haut de l'ensemble de l'agencement de projecteur 2. La ligne de coupure (ligne i 5 horizontale) est alors décalée vers le haut par rapport à la figure 6. La figure 12 montre un schéma fonctionnel à caractère schématique d'un agencement selon l'invention permettant de visualiser un champ de vision dans le sens de marche d'un véhicule avec un agencement de projecteur 2 selon l'une des formes d'exécution décrites précédemment ainsi qu'une caméra 32 pour enregistrer une image dans la zone située devant le véhicule. La caméra délivre ses images, sous la forme d'un signal électronique, à une unité d'analyse 34 en aval, qui traite ledit signal et le transmet à un dispositif d'affichage 36 situé dans l'habitacle du véhicule. La caméra 32 est de préférence une caméra sensible à la lumière infrarouge capable de détecter la lumière infrarouge émise par l'agencement de projecteur et de la restituer au moyen de l'unité d'analyse sur le dispositif d'affichage. Le dispositif d'affichage 36 peut par exemple consister en un écran classique ou, - 12 avantageusement, en un affichage "tête haute " pour reproduire les images enregistrées par la caméra dans le pare-brise du véhicule. Une image est alors réfléchie sur le bord inférieur du pare-brise, de sorte que le conducteur peut facilement la distinguer. Un objet 38 ou un obstacle situé dans le sens de marche peut ainsi être rendu visible. - 13 REVENDICATIONS 1. Agencement de projecteur (2) pour véhicule, avec au moins une source lumineuse (6, 8) pour produire une lumière visible et une lumière invisible dans une bande de fréquences de l'infrarouge, un dispositif associé pour focaliser la lumière sur une zone située devant le véhicule et un diaphragme réglable (10) placé sur la trajectoire des rayons de la source lumineuse (6, 8) pour occulter de manière variable au moins la lumière visible. 2. Agencement de projecteur selon la revendication 1, caractérisé par un filtre (ll) agencé sur la trajectoire des rayons des sources lumineuses (6, 8) et destiné à filtrer la lumière visible. 3. Agencement de projecteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que, dans une première position du diaphragme (10), la lumière visible est largement occultée. 4. Agencement de projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans une deuxième position du diaphragme (]0), la lumière visible est au moins partiellement émise vers l'avant. 5. Agencement de projecteur selon l'une quelconque des 2 5 revendications I à 4, caractérisé en ce que l'agencement de projecteur (2) ou la source lumineuse (6, 8) est réglable. - 14 6. Agencement de projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le diaphragme (10) est mobile en translation, notamment dans la direction verticale. 7. Agencement de projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le diaphragme (10) est monté avec capacité de pivotement autour d'un axe de pivotement (14) parallèle à la trajectoire des rayons de l'agencement de projecteur (2). 1 0 8. Agencement de projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le diaphragme (10) est monté avec capacité de pivotement autour d'un axe de pivotement (14) perpendiculaire à la trajectoire des rayons de la source lumineuse (6, 8), et notamment horizontal. 9. Agencement de projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que qu'il est conçu sous la forme d'un module de projection. 10. Dispositif de visualisation du champ de vision dans le sens de marche d'un véhicule doté d'un agencement de projecteur (2) selon l'une des revendications 1 à 9, avec un dispositif de prise de vue sensible à la lumière infrarouge pour capturer le champ de vision et produire un signal électronique correspondant et avec un dispositif d'affichage (36) 2 5 permettant au conducteur du véhicule de visualiser les données-image du signal. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de prise de vue est une caméra infrarouge (32). - 15 12. Dispositif selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage (36) est un écran. 13. Dispositif selon la revendication 10 ou la revendication 1 1, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage (36) est un affichage " tête haute ". 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que l'agencement de projecteur (2) est un dispositif additionnel pour projecteurs déjà existants.