Brevet FR2853394A1 — publié le 20041008

i DISPOSITIF DE PROJECTEUR POUR VEHICULE AUTOMOBILE ECLAIRANT DES POINTS DE PORTIQUE La présente invention a pour objet un dispositif projecteur équipant les véhicules automobiles, et permettant d'obtenir un éclairage de points de portique conforme aux réglementations. Elle a notamment pour but de proposer une réalisation particulière de projecteurs qui, tout en comportant un cache destiné à empêcher une diffusion de lumière vers le haut, permet d'obtenir une intensité lumineuse suffisante pour une visualisation satisfaisante de certains éléments placés 10 dans différentes zones situées au-dessus de la ligne de coupure du faisceau émis par le projecteur. Le domaine de l'invention est, d'une façon générale, celui des projecteurs de véhicule automobile. Dans ce domaine, on connaît différents types de projecteurs, parmi lesquels on trouve essentiellement: 15 - des feux de position, d'intensité et de portée faible; - des feux de croisement, ou codes, d'intensité plus forte et de portée sur la route avoisinant 70 mètres, qui sont utilisés essentiellement la nuit et dont la répartition du faisceau lumineux est telle qu'elle permet de ne pas éblouir le conducteur d'un véhicule croisé; - des feux de route longue portée, et des feux de complément de type longue portée, dont la zone de vision sur la route avoisine 200 mètres, et qui doivent être éteints lorsque l'on croise un autre véhicule afin de ne pas éblouir son conducteur; - des feux antibrouillard. Le dispositif projecteur selon l'invention est plus particulièrement destiné à être utilisé en tant que feu de croisement, mais la particularité de sa structure, et notamment de sa lentille de projection, pourrait être reproduite sur d'autres types de projecteurs pour répondre à différents besoins. Dans l'état de la technique, on connaît pour les feux de croisement essentiellement deux types de projecteur possédant chacun une structure distincte. Le premier type de projecteur est composé essentiellement d'un 5 réflecteur associé à une source lumineuse. Le réflecteur est constitué d'un miroir comportant un ensemble de stries, ou de zones de formes diverses, réalisant ainsi une surface complexe dont la forme, qui a préalablement fait l'objet de calculs précis, permet de réfléchir des signaux lumineux émis par la source lumineuse pour produire un faisceau lumineux essentiellement 10 orienté horizontalement et vers le bas. Le deuxième type de projecteur est illustré à la figure 1. Sur cette figure, on a représenté une vue en coupe et de côté d'un feu de croisement 100 connu de l'état de la technique. Un tel feu de croisement comporte essentiellement un réflecteur 101, une source de lumière 102, rayonnant une 15 puissance sous la forme de signaux lumineux 103 émis, disposée au voisinage du sommet du réflecteur 101, et une surface de sortie 104 d'un faisceau lumineux 106. La surface de sortie 104 peut être par exemple une glace de type plastique; de préférence, elle ne présente pas de propriétés optiques, c'est à dire qu'elle ne dévie pas, ou très peu, les rayons lumineux 20 qui la traversent. Avant d'atteindre la surface de sortie 104, les signaux lumineux 103 sont amenés à traverser, soit directement, soit après réflexion sur le réflecteur 101, une lentille 105. Cette lentille est le plus souvent de type convexe et circulaire. Elle est appelée lentille de projection. Elle possède une 25 face d'entrée 1 10 et une face de sortie 111. Elle image le faisceau lumineux 106 dont l'orientation et la portée dépendent notamment de la disposition de la lentille 105 au sein du dispositif projecteur 100 et des caractéristiques optiques de la lentille 105. De préférence, une partie centrale de la source de lumière 102 est disposée dans la zone focale d'un premier foyer Fl du 30 réflecteur 101, et le foyer de la lentille de projection 105 se trouve dans la zone focale d'un deuxième foyer F2 du réflecteur 101. Ainsi, un signal lumineux 103 émis par la partie centrale de la source lumineuse 102 passera par le deuxième foyer F2 du réflecteur 101 et sortira de la lentille de projection 105 horizontalement ou approximativement horizontalement. A l'exception des signaux lumineux qui se réfléchissent sur des extrémités 107 du réflecteur 101, l'ensemble des signaux lumineux 103 émis par la partie centrale de la source lumineuse 102 convergent vers le deuxième foyer F2. D'une façon générale, on désigne par l'expression signaux lumineux l'ensemble des rayons lumineux émis par la source de lumière 102, et par faisceau lumineux l'ensemble des rayons lumineux qui sont effectivement émis par un projecteur au niveau de la surface de sortie 104, ou au niveau 10 de la lentille de projection 105. Dans ce deuxième type de projecteur, un cache 108 est interposé entre le réflecteur 101 et la lentille de projection 105. Le cache 108 est disposé dans un plan parallèle à la lentille de projection 105, approximativement au niveau du plan focal objet de la lentille, de telle sorte 15 que l'image du cache soit émise à l'infini. Grâce à la présence d'un tel cache 108, le faisceau lumineux 106 qui est effectivement émis par le dispositif projecteur 100 n'est pas émis au-dessus d'une ligne de coupure déterminée par la forme d'une partie supérieure 109 du cache 108. La figure 2 donne un exemple de la forme 200 du faisceau lumineux 20 106 projeté sur un écran. Une ligne de coupure 201 marque la frontière entre une zone basse o l'intensité lumineuse est suffisante pour éclairer la route et satisfaire les différentes réglementations imposées, et une zone haute o l'intensité lumineuse est quasiment nulle. La ligne de coupure 201 présente un changement de hauteur 203 au niveau d'un axe central 202 du faisceau. 25 La forme 201 représentée, avec un faisceau lumineux plus haut sur la partie droite de la projection correspond à celle d'un projecteur de véhicule circulant dans un pays o la circulation est imposée à droite. Dans un pays o la circulation serait imposée à gauche, on obtiendrait une forme qui, par rapport à un axe vertical 202, serait symétrique à celle représentée. Les deux types de projecteur décrits sont aujourd'hui disponibles sur le marché. Les constructeurs automobiles choisissent l'un ou l'autre de ces types de projecteur essentiellement selon des critères esthétiques, les deux types de projecteur n'ayant pas le même aspect. Cependant, un problème se pose avec le deuxième type de projecteur décrit. En effet, s'il est vrai que l'intensité lumineuse doit être faible 5 audessus de la ligne de coupure 201, les différentes réglementations imposent néanmoins qu'une intensité lumineuse minimale soit émise dans certaines directions situées au-dessus de la ligne de coupure 201. En particulier, différentes réglementations imposent une intensité lumineuse minimale en certains points situés au-dessus de la ligne de coupure, ces 10 points étant appelés points de portique, car ils correspondent approximativement à des endroits au voisinage desquels se trouvent des panneaux de type panneaux d'autoroute lorsque ces panneaux sont à une distance de visibilité donnée du véhicule. Par exemple, dans une réglementation américaine, on trouve trois points de portique qui sont 15 respectivement situés à 2u41, 4u81 et 4u8r par rapport à l'axe optique de la lentille et une ligne 1,5u1 r to 3R, les chiffres correspondant à des degrés, "u" correspondant à "up" (au-dessus), "I" correspondant à left (à gauche), et "r" correspondant à right (à droite). Différentes solutions ont été proposées dans l'état de la technique 20 pour permettre d'éclairer ces points de portique tout en conservant le cache 108 dans le dispositif projecteur. Une première solution consiste à prévoir un trou dans le cache 108. Si ce trou est disposé au bon endroit, on obtient alors une zone éclairée approximativement rectangulaire au-dessus de la ligne de coupure, cette 25 zone contenant les points de portique. Les exigences réglementaires sont ainsi satisfaites, mais l'intensité lumineuse diffusée dans le rectangle est telle qu'elle est désagréable - voire gênante - pour le conducteur. Une deuxième solution connue consiste à dépolir légèrement la face d'entrée de la lentille 105. Une partie des signaux lumineux est ainsi déviée 30 de leur trajectoire initiale et certains sont émis en direction des points de portique. Mais une telle méthode a plusieurs inconvénients: d'une part la surface dépolie diffuse de la lumière de façon quasi isotrope, une grande quantité d'énergie étant gaspillée, y compris dans des zones du faisceau o l'intensité est déjà relativement faible; d'autre part, il est nécessaire de faire un post traitement de la lentille après le moulage. Dans la pratique, on est donc amené à effectuer une opération de surfaçage pour obtenir une face légèrement dépolie, cette opération succédant à l'opération de moulage. Le dispositif selon l'invention répond aux problèmes qui viennent d'être exposés. D'une façon générale, le dispositif selon l'invention propose une solution qui permet d'apporter de façon contrôlée une intensité lumineuse aux points de portique et au voisinage de ces points, tout en 10 conservant la présence d'un cache pour ne pas éblouir des automobilistes croisés et en conservant une bonne homogénéité du faisceau lumineux produit par le dispositif projecteur pour éclairer la route. A cet effet, dans l'invention, on propose une modification de la surface de sortie de la lentille de projection, et plus particulièrement de certaines 15 zones de cette surface de sortie. Pour ce faire, l'invention propose un dispositif projecteur pour véhicule automobile, comportant au moins un réflecteur, une source de lumière produisant un ensemble de signaux lumineux pouvant être réfléchis par le réflecteur, une lentille de sortie, comportant une surface d'entrée, une 20 surface de sortie et un foyer, pour produire un faisceau lumineux, et un cache disposé entre le réflecteur et la lentille de sortie pour réaliser une ligne de coupure dans le faisceau lumineux produit, caractérisé en ce que la lentille de sortie comporte un ensemble d'aménagements réalisés dans au moins une partie circonférentielle de la surface de sortie de la lentille, cet 25 ensemble étant apte à dévier dans une direction déterminée une partie des signaux lumineux rencontrant cet aménagement. Selon un mode de réalisation préféré, les directions de déviation sont des directions situées au-dessus de la ligne de coupure. Et de préférence, ces aménagements sont aptes à dévier une partie 30 des signaux lumineux rencontrant cet aménagement dans une direction correspondant à un point de portique. Selon une première variante de réalisation, cette partie circonférentielle est disposée sur la partie inférieure de la lentille. Dans ce cas, de préférence, elle est sensiblement symétrique par rapport à un plan vertical de symétrie de la lentille. Avantageusement, cette partie circonférentielle s'étend sur environ 450 de chaque côté de dudit plan de symétrie. Cette première variante présente l'avantage de ne modifier qu'au minimum l'aspect extérieur de la lentille et d'être donc très discret sur le plan visuel. Selon une seconde variante de réalisation, cette partie 10 circonférentielle s'étend surtout le pourtour de la lentille. Cette seconde variante de réalisation préféré a pour avantage de n'entraîner aucune contrainte de positionnement angulaire de la lentille. Or il s'avère que la réalisation d'agencement de détrompage, du type cran sur la lentille s'emboîtant sur une nervure de son support, est une opération 15 relativement délicate compte tenu de la fragilité de telles lentilles. Plus précisément, de préférence, cette partie circonférentielle est constituée d'une surface tronconique de génératrice rectiligne inclinée d'un angle déterminé pour obtenir une déviation vers le haut des signaux optiques issus du foyer et la traversant au point bas de la lentille. De préférence, cette déviation est comprise entre 2 et 100. Avantageusement, cette partie circonférentielle est formée de nervures convexes disposées sur ladite surface modifiée tronconique de la lentille. Dans ce cas, avantageusement, lesdites nervures convexes sont 25 réalisées par rotation sur ladite surface tronconique d'une nervure de dispersion de la lumière déterminée pour obtenir une dispersion latérale de la lumière au point bas de la lentille. Une lentille conforme à l'invention peut être conçue par simulation et donc son procédé de fabrication est stable. Elle peut même être 30 standardisée et utilisée pour différents dispositifs de projection. Elle peut de plus être fabriquée en grande série par une unique opération de moulage. Sa fabrication est donc particulièrement économique. Les pertes en portée et en flux dans le faisceau optique sont très faibles de l'ordre de 2%. Un autre objet de l'invention est un véhicule automobile équipé d'un dispositif projecteur incluant au moins une des caractéristiques qui viennent d'être mentionnées. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention. En particulier, le dispositif projecteur selon l'invention est illustré dans le cas d'une utilisation dans un feu de croisement, mais ce dispositif convient pour tout 10 dispositif projecteur d'un véhicule. La figure 1, déjà décrite, est une vue en coupe latérale d'un dispositif projecteur de l'état de la technique. La figure 2, déjà décrite, est une représentation de la projection du faisceau lumineux émis par le dispositif projecteur de la figure 1. La figure 3 est une vue de face d'une lentille conforme à l'invention. Les figures 4A et 4B sont des vues schématiques d'une vue de face et en coupe d'une lentille et illustre une première étape de réalisation d'une lentille, selon un premier mode de réalisation. Les figures 5A et 5B sont des vues schématiques d'une vue de face et 20 en coupe d'une lentille et illustre une première étape de réalisation d'une lentille, selon un second mode de réalisation. La figure 6 est une vue en coupe selon le plan A-A' de détail de la lentille conforme à l'invention, illustrant les deuxième et troisième étapes de réalisation de cette lentille. La figure 7 est une vue en perspective d'une nervure, aménagement conforme à l'invention. Sur les différentes figures, les éléments qui sont communs à plusieurs figures ont les mêmes références. La figure 3 montre une lentille de projection 405 en vue de face, c'est 30 à dire telle qu'on peut la voir lorsque l'on est face au projecteur. La lentille peut être circulaire ou elliptique. Un axe vertical 401 et un axe horizontal 402 se coupent au centre du cercle formant la circonférence de la lentille. La lentille de sortie 405 comporte ici un ensemble d'aménagements réalisés sur tout son pourtour de la surface de sortie de la lentille, cet ensemble étant apte à dévier dans une direction déterminée une partie des signaux lumineux le rencontrant. Les directions de déviation sont des directions situées au-dessus de la coupure et correspondant chacune à un point de portique Ce mode de réalisation préféré a pour avantage de n'entraîner aucune contrainte de positionnement angulaire de la lentille. Cependant, dans le cadre de l'invention, il est suffisant que cet 10 ensemble d'aménagements soit disposé sur la partie inférieure ou supérieure de la lentille. De préférence, mais ceci n'est absolument pas indispensable, il est symétrique par rapport à un plan vertical de symétrie de la lentille contenant l'axe vertical 401. Cet ensemble se situe alors sur une plage angulaire d'angle au centre 2a, ax étant avantageusement sensiblement égal 15 à 45 . Cet ensemble peut donc aussi être sensiblement symétrique seulement, voire complètement asymétrique. Cette partie circonférentielle 400 formée de cet ensemble d'aménagements, est constituées de nervures convexes 403 disposées sur une zone circonférentielle modifiée tronconique de la lentille. Cette conformation de cette partie circonférentielle 400 va être précisée en référence aux figures suivantes. Sur ces figures suivantes 4 et 5 sont représentées schématiquement une première étape de réalisation d'une lentille conforme à l'invention. Selon un premier mode de réalisation non limitatif représenté sur les 25 figures 4A et 4B, la partie circonférentielle 400' est disposée sur la partie inférieure de la lentille 405' et est de préférence symétrique par rapport à un plan vertical de symétrie de la lentille, dont la trace dans le plan de la figure est l'axe vertical 401. Cette partie circonférentielle s'étend sur un angle aX, de préférence égal à environ 45 , de chaque côté de ce plan de symétrie. La surface externe de la lentille, ainsi que son foyer F et son axe optique L, sont représentés sur la figure 4B. Cette surface est schématisée par l'ellipse SI. La première étape de réalisation d'une lentille modifiée conformément à l'invention consiste à réaliser une surface tronconique de génératrice rectiligne et centrée sur l'axe optique L de la lentille schématisée par la ligne S2. Cette surface S2 est définie pour obtenir une déviation vers 5 le haut des signaux optiques issus du foyer F la traversant sur le point bas de la lentille. Avantageusement, afin de réaliser les points de portique souhaités par les normes, cette déviation est d'angle P compris entre 2 et 10 , de préférence entre 5 et 9 . L'avantage de ne réaliser cette partie circonférentielle que dans la 10 partie inférieure de la lentille réside dans un souci de discrétion esthétique. Cette partie sera moins visible sur le véhicule. Par ailleurs, il entre également dans le cadre de l'invention, de réaliser cette partie tronconique dans la partie supérieure de la lentille. Cependant, le mode de réalisation décrit ici est préféré, car il s'avère plus efficace en 15 matière d'énergie lumineuse. Selon un second mode de réalisation représenté sur les figures 5A et 5B, la partie circonférentielle 400 est disposée sur tout le pourtour de la surface de sortie de la lentille. Les surfaces externes de la lentille SI et S2 sont définies de manière identique à celles de la figure précédente. Ce second mode de réalisation a pour avantage de n'entraîner aucune contrainte de positionnement angulaire de la lentille dans le projecteur. Si, dans l'état résultant de cette première étape de réalisation, une partie des rayons lumineux traversant la lentille est détournée au niveau de cette partie 400 ou 400' pour réorienter la puissance ainsi détournée vers les 25 points de portique faisant l'objet de réglementation en terme d'intensité lumineuse minimale à recevoir, il s'avère que ce détournement concentre la lumière déviée dans une zone centrale à proximité de l'axe central 202 audessus de la coupure 201. Il n'est donc pas suffisant pour remplir les impératifs plus exigents des normes et ne réalise pas tous les points de 30 portiques normalisés. Il est donc nécessaire de disperser le faisceau de lumière ainsi obtenu latéralement à cette zone centrale. Pour résoudre ce problème, comme illustré sur la figure 6, sur toute cette surface tronconique S2 sont disposées des nervures convexes. Leur pas est défini de façon à obtenir un nombre entier de nervures sur le pourtour de la lentille et suffisamment petit pour ne pas interférer sur la 5 position angulaire de la lentille. De préférence, ce pas correspond à un angle au centre de 1 à 5 , en vue selon la figure 3. Leur épaisseur maximale est calculée pour ne dévier que la lumière nécessaire, soit par exemple pour une lentille de diamètre égal à 70mm, une épaisseur de l'ordre de 3mm. Une telle nervure est représentée en perspective sur la figure 7 avec 10 son plan de symétrie A-A'. A titre d'exemple, sa hauteur est de l'ordre de 3 à 5mm, le rayon de courbure de sa ligne 12 représentative de sa convexité, ou rayon horizontal, de l'ordre de 20mm et le rayon de courbure de la ligne Il de son bord latéral, ou rayon vertical, très grand, ce bord étant presque rectiligne. De façon plus générale, le rayon horizontal est déterminé de façon connue pour l'homme du métier pour atteindre un éclairement suffisant latéralement à la zone centrale déjà évoquée, plus précisément selon certaines normes de 80 de chaque côté de l'axe central de cette zone. Le rayon vertical est déterminé quant à lui de façon connue pour l'homme du 20 métier pour obtenir la répartition verticale souhaitée de la lumière. L'ensemble des nervures convexes sur la lentille est réalisé par rotation sur la surface tronconique S2 d'une nervure de dispersion de la lumière comme précédemment décrite avec ses côtés latéraux ci et c2 correspondants à la surface S2 et déterminée pour obtenir la dispersion 25 souhaitée de la lumière au point bas de la lentille. Si l'on revient à la figure 6, les nervures N dont une est ici en vue en coupe selon son plan de symétrie A-A' sont ensuite arasées dans le prolongement du profil de la surface SI, ce qui est schématisé sur cette figure par l'enlèvement de la partie hachurée. Avantageusement, les fentes à angle vif existant entre chaque nervure seront comblées avec réalisation d'un arrondi, afin d'améliorer le résultat esthétique. Une fois déterminée, une telle lentille peut être fabriquée par moulage. Il est à remarquer que la seule condition pour assurer une photométrie conforme sur les points de portique est que la lumière atteigne le point bas de la lentille. C'est le cas de la majorité des modules de projecteurs 5 elliptiques. Dans le cas contraire, il suffit de prévoir une augmentation en hauteur du réflecteur pour atteindre le point bas de la lentille ou de concevoir la lentille avec un diamètre plus petit afin que son point bas corresponde à la réflexion limite du réflecteur, ce qui conduit à une lentille de petite taille et de poids réduit, ce qui est particulièrement intéressant. 10 REVENDICATIONS 1. Dispositif projecteur pour véhicule automobile, comportant au moins un réflecteur (101), une source de lumière (102) produisant un ensemble de signaux lumineux (103) pouvant être réfléchis par le réflecteur (101), 5 une lentille de sortie (401), comportant une surface d'entrée (110), une surface de sortie (111) et un foyer (F), pour produire un faisceau lumineux (106), et un cache (108) disposé entre le réflecteur (101) et la lentille de sortie (401) pour réaliser une coupure (201) dans le faisceau lumineux produit (106), caractérisé en ce que la lentille de sortie (401) 10 comporte un ensemble d'aménagements réalisés dans au moins une partie circonférentielle (400, 400') de la surface de sortie de la lentille, cet ensemble étant apte à dévier dans une direction déterminée une partie des signaux lumineux rencontrant cet aménagement (400, 400'). 2. Dispositif projecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les 15 directions de déviation sont des directions situées au-dessus de la coupure (201). 3. Dispositif projecteur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ces aménagements (400, 400') sont aptes à dévier une partie des signaux lumineux rencontrant ces aménagements 20 dans une direction correspondant à un point de portique. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que cette partie circonférentielle (400') est disposée sur la partie inférieure de la lentille. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que cette partie 25 circonférentielle (400') est sensiblement symétrique par rapport à un plan vertical de symétrie de la lentille. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que cette partie circonférentielle (400') s'étend sur environ 45 O de chaque côté de dudit plan de symétrie. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que cette partie circonférentielle (400) s'étend sur tout le pourtour de la lentille (405). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 5 que cette partie circonférentielle (400) est constituée d'une surface tronconique (S2) de génératrice rectiligne inclinée d'un angle déterminé pour obtenir une déviation (f3) vers le haut des signaux optiques issus du foyer (F) et la traversant au point bas de la lentille. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite 10 déviation (f) est comprise entre 2 et 10 . 10. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que cette partie circonférentielle (400) est formée de nervures convexes (403) disposées sur ladite surface modifiée tronconique (S2) de la lentille. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites 15 nervures convexes sont réalisées par rotation sur ladite surface tronconique (S2) d'une nervure de dispersion de la lumière déterminée pour obtenir une dispersion latérale de la lumière au point bas de la lentille. 12. Véhicule automobile équipé d'un dispositif projecteur selon l'une des 20 revendications précédentes.