Brevet FR2849159A1 — publié le 20040625

i PROJECTEUR A SOURCE LUMINEUSE TRANSVERSALE POUR VEHICULE AUTOMOBILE. L'invention est relative à un projecteur pour véhicule 5 automobile du genre de ceux qui comportent un réflecteur et une source lumineuse s'étendant transversalement à l'axe optique du réflecteur et placée au voisinage du foyer du réflecteur. On connaît, d'après EP O 933 585 un projecteur à source transversale avec un réflecteur verticalisé Par l'expression "réflecteur 10 verticalisé" on désigne un réflecteur s'étendant principalement suivant la direction verticale et dont la surface est déterminée pour réfléchir suivant une direction sensiblement horizontale des rayons lumineux provenant d'une source située au voisinage du foyer du réflecteur Le projecteur selon EP O 933 585 permet d'obtenir un faisceau de portée satisfaisante 15 suivant l'axe optique du projecteur, avec une coupure nette du faisceau audessous d'un plan horizontal. Toutefois la réalisation de l'éclairage des bas-côtés de la route est relativement délicate. L'invention a pour but, surtout, de fournir un projecteur 20 lumineux qui, tout en conservant les avantages procurés par un projecteur à réflecteur verticalisé, permet d'obtenir de manière simple et efficace une grande largeur de faisceau pour éclairer les bas-côtés. Selon l'invention, un projecteur pour véhicule automobile du genre défini précédemment est caractérisé par le fait que: la source lumineuse transversale est placée au voisinage du foyer interne, d'un réflecteur ellipsodal; la paroi du réflecteur ellipsodal comporte une échancrure située d'un côté du plan passant par l'axe géométrique de la source lumineuse et parallèle à l'axe optique du réflecteur ellipsodal, une lentille d'axe optique parallèle ou confondu avec celui du réflecteur ellipsoidal est placée en avant de ce réflecteur, le foyer de la lentille étant voisin du foyer externe du réflecteur ellipsoidal, et un réflecteur verticalisé est disposé du côté de l'échancrure opposé à la majeure partie du réflecteur ellipsodal, ce réflecteur verticalisé étant 35 prévu pour produire, à partir de la source logée dans le réflecteur ellipsoidal, un faisceau de longue portée qui n'est pas intercepté par la lentille, le réflecteur ellipsoidal donnant un faisceau étalé de plus faible portée. Les surfaces du réflecteur verticalisé ont de préférence un foyer se trouvant au voisinage de la source lumineuse Le réflecteur verticalisé 5 peut comporter des stries délimitant au moins une facette centrale et deux facettes latérales inclinées l'une vers l'autre. De préférence, le faisceau produit par le réflecteur verticalisé a un angle d'ouverture au plus égal à + 20 de part et d'autre de l'axe optique Le faisceau produit par le réflecteur ellipsoidal a un angle 10 d'ouverture d'environ + 40 de part et d'autre de l'axe optique. Généralement le plan passant par l'axe transversal de la source lumineuse et parallèle à l'axe optique du réflecteur ellipsoi̋dal est horizontal De préférence, le réflecteur ellipsoidal est situé au-dessus de ce plan horizontal tandis que le réflecteur verticalisé est situé au-dessous 15 de ce plan. Le projecteur de l'invention peut être un projecteur de croisement pour véhicule automobile, auquel cas le réflecteur ellipsoidal comporte un cache situé au voisinage du foyer externe de manière que le faisceau sortant soit essentiellement situé au-dessous d'un niveau 20 déterminé, tandis que le réflecteur verticalisé est prévu pour créer une coupure en V correspondant à celle d'un faisceau de croisement (code). Le cache peut être situé au foyer ou en arrière du foyer du réflecteur ellipsoi̋dal De préférence le bord supérieur du cache est situé audessous du plan horizontal passant par l'axe optique du réflecteur, en 25 particulier à environ 1,5 mm au-dessous Le cache peut être constitué par une portion de cylindre à génératrices verticales, tournant sa concavité vers l'avant, selon la courbure du champ du réflecteur ellipsoidal. L'axe optique de la lentille est avantageusement décalé, par rapport à l'axe optique du réflecteur ellipsoidal, du côté de l'échancrure. 30 La lentille peut être disposée de telle sorte que son foyer se trouve en arrière, notamment à environ 1,5 mm en arrière, du foyer externe du réflecteur ellipsoidal. En variante, le réflecteur ellipsoidal peut être situé au-dessous du plan horizontal passant par l'axe transversal de la source lumineuse et 35 parallèle à l'axe optique du réflecteur, tandis que le projecteur verticalisé est situé au-dessus de ce plan Cette disposition est avantageuse dans le cas o la source lumineuse est une lampe à décharge. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées cidessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins annexés, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ces dessins Fig 1 est une coupe schématique d'un projecteur selon l'invention par un plan vertical passant par l'axe optique. Fig 2 est une coupe schématique suivant la ligne II-II de Fig 1. 10 Fig 3 est une coupe schématique suivant la ligne III-III de Fig 1. Fig 4 illustre la photométrie du réflecteur ellipsoidal. Fig 5 illustre la photométrie du réflecteur verticalisé, et Fig 6 illustre la photométrie de l'ensemble du projecteur. En se reportant aux Figs 1 à 3, on peut voir un projecteur lumineux P pour véhicule automobile comportant une source S transversale c'est-à- dire dont l'axe géométrique est horizontal et orthogonal à l'axe optique Y-Y du projecteur. La source S peut être constituée par une lampe halogène ayant 20 un filament généralement cylindrique Dans le cas d'une lampe normalisée Hl ou H 7 à filament axial, cette lampe est montée transversalement dans le projecteur tandis que dans le cas d'une lampe normalisée H 3 avec filament transversal, cette lampe H 3 est montée axialement dans le projecteur. En variante, la source S peut être constituée par une lampe à décharge produisant un arc généralement cylindrique dont l'axe géométrique moyen est perpendiculaire au plan de Fig 1. La source S est placée au voisinage du foyer interne Fi d'un réflecteur ellipsoidal R 1 Par "réflecteur ellipsoidal" on désigne un 30 réflecteur dont la surface est définie à partir de deux foyers respectivement un foyer interne Fi et un foyer externe Fe, cette surface se rapprochant d'un ellipsode sans être nécessairement exactement un ellipsode. La paroi du réflecteur ellipsoidal RI comporte une échancrure 1 35 d'un côté du plan passant par l'axe géométrique de la source S et parallèle à l'axe optique Y-Y Dans l'exemple représenté, le plan en question est le plan horizontal passant par l'axe géométrique de la source S. L'échancrure 1 correspond sensiblement à une coupe de la moitié inférieure du réflecteur R 1 par un plan oblique Le plan de coupe est faiblement incliné de la gauche vers la droite de Fig 1 Vue en plan, selon Fig 3, l'échancrure 1 est limitée par deux bords convergeant vers l'arrière 5 de la source S Les extrémités arrière des bords de l'échancrure 1 sont reliées par un segment orthogonal à l'axe Y-Y L'échancrure 1 est prévue pour laisser passer vers le bas, du côté opposé à la majeure partie du réflecteur Ri, un maximum de lumière provenant de la source S. L'axe optique du réflecteur ellipsoidal Ri est confondu avec 10 l'axe optique Y-Y du projecteur. Une lentille 2, d'axe optique parallèle ou confondu avec l'axe Y-Y, est placée en avant du réflecteur R 1 suivant le sens de propagation de la lumière Le diamètre de la lentille 2 peut être d'environ 50 mm La lentille 2 est de préférence de faible tirage (par "tirage" on désigne la 15 distance entre la lentille et le foyer externe Fe de R 1). Les éléments accessoires du projecteur, notamment glace de fermeture et équipements auxiliaires permettant de maintenir réflecteur, lentille, source lumineuse et autres pièces, ne sont pas représentés car connus en eux-mêmes. Le foyer 3 de la lentille 2 est voisin de, ou confondu avec, le foyer externe Fe du réflecteur R 1 De préférence, le foyer 3 de la lentille se trouve en arrière du foyer externe Fe de la lentille 2 d'une distance d, notamment d'environ 1,5 mm. Avantageusement, l'axe optique 4 de la lentille 2 est situé plus 25 bas que l'axe optique Y-Y En particulier, la distance verticale h entre l'axe optique 4 de la lentille 2 et l'axe optique Y-Y est d'environ 1,5 mm ce qui permet de récupérer davantage de flux lumineux en provenance du réflecteur Ri. Le filament de la lampe S peut être situé verticalement au30 dessus du foyer interne Fi pour augmenter le flux lumineux issu du réflecteur ellipsoidal R 1. Dans le cas représenté sur les Figs 1 à 3, le projecteur P est prévu pour assurer la fonction code c'est-à-dire pour fournir un faisceau de croisement Pour éviter que le faisceau lumineux provenant du 35 réflecteur R 1 ne comporte une partie située au-dessus du plan horizontal passant par l'axe Y-Y, un cache 5 est disposé au voisinage du foyer externe Fe Le cache 5 est constitué par une plaquette opaque, par exemple métallique, maintenue par tout moyen approprié En raison de la courbure du champ, le cache 5 forme une portion de surface cylindrique à génératrices verticales tournant sa concavité vers l'avant. Avantageusement, le bord supérieur du cache 5 est situé au-dessous du plan horizontal passant par Y-Y, à une distance j d'environ 1,5 mm. Un réflecteur verticalisé R 2 est disposé du côté de l'échancrure 1 opposé à la majeure partie du réflecteur ellipsoidal Ri L'intersection de ce réflecteur verticalisé R 2 par un plan vertical passant par l'axe Y- Y est constituée par un arc de courbe voisin d'un arc de parabole ayant un 10 foyer voisin du foyer interne Fi D'une manière générale, la surface du réflecteur R 2 est déterminée de telle sorte qu'un rayon lumineux tel que 6 i provenant de la source S soit réfléchi en 6 e suivant une direction parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe Y-Y. Le réflecteur verticalisé R 2 est prévu pour donner des images 15 de la source S centrées sur l'axe Y-Y à l'infini, c'est-à-dire à une distance de plusieurs dizaines de mètres du projecteur. En outre, le réflecteur verticalisé R 2 est prévu pour concentrer le faisceau qu'il réfléchit dans un angle d'ouverture A (Fig 3) au plus égal à + 20 de part et d'autre de l'axe optique Y-Y Le réflecteur R 2 peut 20 comporter des stries Cl, C 2 déterminant au moins trois facettes, à savoir une facette centrale 7 constituée par une portion de surface cylindrique dont les génératrices sont horizontales et perpendiculaires au plan de Fig 1, et deux facettes latérales 8, 9 légèrement repliées l'une vers l'autre par rapport à la facette centrale 7 La facette centrale 7 du projecteur 25 verticalisé contribue essentiellement à la portée du faisceau tandis que les facettes latérales 8, 9 contribuent à élargir le faisceau réfléchi par R 2. Le boîtier K du projecteur, schématisé sur Fig 2 avec un contour rectangulaire, peut être plus haut que large. Le réflecteur ellipsoidal R 1 produit un faisceau lumineux ayant 30 un angle d'ouverture B (Fig 3) d'environ + 40 de part et d'autre de l'axe optique Y-Y. Dans l'exemple considéré d'un projecteur P destiné à produire un faisceau de croisement, le réflecteur verticalisé R 2 est prévu pour établir la ligne de coupure en V, correspondant à la réglementation des 35 codes, comme cela sera décrit à propos de Fig 5. Le fonctionnement du projecteur P est le suivant. Lorsque la source lumineuse S est en fonctionnement, le réflecteur ellipsodal RI produit un faisceau de portée réduite mais de grande largeur, permettant d'éclairer les bas-côtés. Les courbes d'éclairement isolux de ce faisceau sur un écran perpendiculaire à l'axe optique Y-Y et situé à 25 m du projecteur sont 5 représentées sur Fig 4, pour un exemple particulier non limitatif L'axe des abscisses correspond à la trace sur l'écran du plan horizontal passant par l'axe optique Y-Y du projecteur Les graduations en % (pour cent) sur cet axe correspondent à la tangente de l'angle formé entre l'axe optique et la droite passant par le foyer du projecteur et coupant l'écran 10 au niveau de la graduation L'axe des ordonnées correspond à la trace sur l'écran du plan vertical passant par l'axe optique Y-Y Les graduations en % (pour cent) de cet axe vertical correspondent à la tangente de l'angle formé entre le plan horizontal passant par l'axe optique et une droite qui passe par le foyer du projecteur et coupe l'écran à l'endroit de la 15 graduation. On voit, d'après Fig 4, que les courbes isolux du faisceau produit par le réflecteur Ri sont situées essentiellement au-dessous du plan horizontal passant par l'axe optique Y-Y La courbe fermée LI d'éclairement maximal est entièrement située au-dessous du plan 20 horizontal et est sensiblement symétrique par rapport à l'axe vertical. Cette courbe L 1 est entourée par une suite de courbes fermées correspondant à des éclairements de plus en plus faibles Certaines de ces courbes s'étendent latéralement jusqu'à + 70 % (ce qui correspond à des angles d'environ + 35 / tg 35 0 7). La courbe isolux LI correspond, dans l'exemple considéré, à un éclairement de 6 lux L'éclairement maximal se trouve au centre de cette courbe Les courbes isolux suivantes correspondent à des éclairements qui diminuent progressivement: 3,2 lux pour L 2, 1,6 lux pour L 3, 0 7 lux pour L 4, 0 4 lux pour L 5, 0 2 lux pour L 6. Selon Fig 4, le flux total du faisceau produit par le réflecteur ellipsoidal Ri est d'environ 254 lumens. Fig 5 représente, pour l'exemple considéré, les courbes isolux du faisceau lumineux fourni par le réflecteur verticalisé R 2 seul Le faisceau est plus concentré que celui de Fig 4 avec une ligne de coupure 35 en V, sensiblement à l'horizontale à gauche de l'axe des ordonnées et montant vers la droite suivant une branche inclinée 10 La courbe fermée isolux de plus fort éclairement V 1 est traversée par l'axe vertical et s'étend un peu plus vers la droite que vers la gauche, de même pour les autres courbes isolux Cette courbe V 1 correspond à un éclairement de 32 lux Les courbes isolux suivantes V 2, V 3, V 4, V 5, V 6, V 7, V 8, V 9 et V 10 correspondent respectivement à des niveaux de 24 lux, 20 lux, 16 lux, 12 lux, 6 lux, 3,2 lux, 1,6 lux, 0,7 lux et 0,4 lux. L'éclairement élevé de ce faisceau suivant l'axe traduit la portée plus grande que celle du faisceau plus étalé (Fig 4) du réflecteur ellipsoidal. Fig 6 illustre les courbes isolux du projecteur obtenues par 10 addition des faisceaux respectifs du réflecteur ellipsodal Ri et du réflecteur verticalisé R 2 Toujours pour l'exemple considéré, la courbe isolux centrale LV 1 correspond à un niveau de 32 lux Les courbes suivantes qui l'entourent correspondent à des niveaux diminuant progressivement La courbe LV 5 correspond à un niveau de 12 lux et la 15 courbe LV 10 à un niveau de 0,4 lux. Les courbes de Fig 6 correspondent bien à un faisceau lumineux de croisement situé, pour la partie gauche, essentiellement au-dessous du plan horizontal passant par l'axe optique, avec une ligne de coupure oblique sur la partie droite montant au-dessus de l'horizontale. Dans la description qui précède, le réflecteur ellipsoidal RI est situé principalement au-dessus du plan horizontal passant par l'axe optique Y-Y du projecteur, l'échancrure 1 étant située au-dessous de ce plan, de même que le réflecteur verticalisé R 2. Une disposition inverse est possible, c'est-à-dire avec le 25 réflecteur verticalisé R 2 au-dessus du plan horizontal passant par l'axe YY et avec le réflecteur ellipsodal R 1 en majeure partie au-dessous de ce plan L'échancrure du réflecteur Ri se trouverait alors au-dessus du plan horizontal passant par Y-Y Pour une telle disposition inversée, les surfaces réfléchissantes sont recalculées de manière à fournir les 30 faisceaux souhaités Une telle disposition inversée convient en particulier pour une source lumineuse S constituée par une lampe à décharge. L'invention s'applique non seulement à un projecteur de croisement P tel que celui qui a été décrit, mais aussi à d'autres types de projecteurs, notamment un projecteur de route Dans ce dernier cas le 35 cache 5 serait supprimé et il ne serait pas nécessaire de prévoir de lignes de coupure pour les faisceaux lumineux. La présence du réflecteur verticalisé R 2 permet, dans le cas d'un projecteur de croisement avec cache 5, un meilleur rendement en flux par rapport à un projecteur avec un seul réflecteur ellipsoidal complet Le gain en flux est de l'ordre de 25 % car le faisceau lumineux produit par le réflecteur verticalisé R 2 n'est pas diminué par le cache 5. Avec un réflecteur verticalisé classique seul, il était relativement difficile d'assurer la largeur du faisceau et il fallait utiliser des réflexions sur les joues du miroir Ces difficultés disparaissent avec la solution de l'invention puisque le réflecteur ellipsoidal R 1 assure 1 ' 10 étalement. REVENDICATIONS 1 Projecteur pour véhicule automobile comportant un réflecteur et une source lumineuse (S) s'étendant transversalement à l'axe optique (Y-Y) du 5 réflecteur et placée au voisinage du foyer du réflecteur, caractérisé par le fait que: la source lumineuse transversale (S) est placée au voisinage du foyer interne (Fi) d'un réflecteur ellipsoidal (R 1); la paroi du réflecteur ellipsoidal comporte une échancrure ( 1) située 10 d'un côté du plan passant par l'axe géométrique de la source lumineuse (S) et parallèle à l'axe optique (Y-Y) du réflecteur ellipsoi̋dal, une lentille ( 2) d'axe optique parallèle ou confondu avec celui du réflecteur ellipsoidal (RI) est placée en avant de ce réflecteur, le foyer ( 3) de la lentille étant voisin du foyer externe (Fe) du réflecteur ellipsoidal, et un réflecteur verticalisé (R 2) est disposé du côté de l'échancrure ( 1) opposé à la majeure partie du réflecteur ellipsoidal (Ri), ce réflecteur verticalisé (R 2) étant prévu pour produire, à partir de la source (S) logée dans le réflecteur ellipsoidal, un faisceau de longue portée qui n'est pas intercepté par la lentille, le réflecteur ellipsoidal donnant un faisceau étalé 20 de plus faible portée. 2 Projecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les surfaces ( 7,8,9) du réflecteur verticalisé (R 2) ont un foyer se trouvant au voisinage de la source lumineuse (S). 3 Projecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le réflecteur verticalisé (R 2) comporte des stries (C 1, C 2) délimitant au moins une facette centrale ( 7) et deux facettes latérales ( 8,9) inclinées l'une vers l'autre. 4 Projecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le faisceau produit par le réflecteur verticalisé (R 2) a un angle d'ouverture (A) au plus égal à + 20 de part et d'autre de l'axe optique. 5 Projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le faisceau produit par le réflecteur ellipsoidal (RI) a un angle d'ouverture (B) d'environ + 40 de part et d'autre de l'axe optique. 6 Projecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le plan passant par l'axe transversal de la source lumineuse (S) et parallèle à l'axe optique (Y-Y) du réflecteur ellipsoidal est horizontal, caractérisé par 5 le fait que le réflecteur ellipsoidal (RI) est situé audessus de ce plan horizontal tandis que le réflecteur verticalisé (R 2) est situé au- dessous de ce plan. 7 Projecteur de croisement selon l'une des revendications précédentes 10 caractérisé par le fait que le réflecteur ellipsoidal (Ri) comporte un cache ( 5) situé au voisinage du foyer externe (Fe) de manière que le faisceau sortant soit essentiellement situé au-dessous d'un niveau déterminé, tandis que le réflecteur verticalisé (R 2) est prévu pour créer une coupure en V correspondant à celle d'un faisceau de croisement. 15 8 Projecteur de croisement selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le le bord supérieur du cache ( 5) est situé au-dessous du plan horizontal passant par l'axe optique du réflecteur, en particulier d'environ 1,5 mm au-dessous. 9 Projecteur selon l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'axe optique de la lentille ( 2) est décalé (h) par rapport à l'axe optique (Y-Y) du réflecteur ellipsoidal, du côté de l'échancrure ( 1). 10 Projecteur selon l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait que la lentille ( 2) est disposée de telle sorte que son foyer ( 3) se trouve en arrière, notamment à environ 1,5 mm en arrière, du foyer externe (Fe) du réflecteur ellipsoidal. 11 Projecteur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le plan passant par l'axe transversal de la source lumineuse (S) et parallèle à l'axe optique (Y-Y) du réflecteur ellipsoidal est horizontal, caractérisé par le fait que le réflecteur ellipsoidal (RI) est situé au-dessous du plan horizontal passant par l'axe transversal de la source lumineuse (S) et 35 parallèle à l'axe optique (Y-Y) du réflecteur, tandis que le projecteur verticalisé (R 2) est situé au-dessus de ce plan. il 12 Projecteur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la source lumineuse (S) est une lampe à décharge.