Brevet FR2853718A1 — publié le 20041015

"Projecteur d'éclairage comportant des moyens pour étaler transversalement le faisceau lumineux" La présente invention concerne un projecteur d'éclairage de véhicule automobile. La présente invention concerne plus particulièrement un projecteur d'éclairage de véhicule automobile qui est prévu pour réaliser un faisceau d'éclairage réglementaire, comportant une source lumineuse qui est placée globalement à l'intersection entre un axe optique longitudinal et un axe optique transversal, et qui 10 produit un faisceau lumineux dont au moins une partie, dite latérale, est émise globalement transversalement vers un côté, et une glace de protection qui est agencée à l'avant du projecteur. Les contraintes de style et d'aérodynamisme qui guident la réalisation de carrosseries de véhicule automobile imposent la 15 forme des logements qui reçoivent les projecteurs d'éclairage. Ainsi, certains constructeurs automobiles souhaitent pouvoir agencer un projecteur d'éclairage dans un logement dont la surface frontale, par laquelle les rayons lumineux sont émis, a une très faible hauteur verticale et une très grande largeur, 20 suivant une direction transversale perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule. L'invention vise à proposer un projecteur d'éclairage qui puisse être agencé dans un tel logement et qui puisse réaliser un faisceau d'éclairage réglementaire. Le projecteur d'éclairage doit en outre avoir une plage éclairante la plus uniforme possible, c'est à dire que la luminance du projecteur doit être sensiblement homogène sur toute sa surface frontale. La surface frontale du projecteur d'éclairage doit 30 notamment pouvoir tenir dans une hauteur de 50 millimètres et dans une largeur de 300 millimètres. Dans ce but, l'invention propose un projecteur d'éclairage du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte: - un élément dioptrique convergent dont l'axe optique est sensiblement aligné transversalement avec la source lumineuse, de manière à recevoir la partie latérale du faisceau lumineux sur sa face d'entrée et de manière à canaliser la partie latérale 5 suivant une direction globalement transversale orientée vers le côté, - et un élément réfléchissant associé comportant une surface optique divergente qui est agencée globalement en regard de la face de sortie de l'élément dioptrique convergent, et qui est 10 prévue pour réfléchir la partie latérale canalisée du faisceau lumineux globalement vers l'avant, de manière à étaler transversalement le faisceau lumineux sur la face arrière de la glace de protection. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la source lumineuse est un filament linéaire qui est agencé globalement suivant l'axe optique longitudinal, de manière que le faisceau d'éclairage réglementaire soit formé essentiellement par des images du filament orientées sensiblement transversalement; - la source lumineuse est agencée entre le foyer de l'élément dioptrique convergent et la face d'entrée dudit élément dioptrique; - l'élément dioptrique convergent est une lentille - la lentille est du type asphérique; - la lentille est du type semi-cylindrique, le cylindre ayant un axe sensiblement longitudinal; - la lentille comporte un portion supérieure et/ou une portion inférieure tronquées de manière à minimiser la hauteur de la lentille pour une distance focale déterminée; - l'élément réfléchissant est globalement convexe vers l'avant et il a globalement la forme d'une portion de cylindre, le cylindre ayant un axe sensiblement vertical; - l'élément réfléchissant est un miroir plan vertical qui est incliné par rapport à la direction longitudinale et par rapport à la direction transversale; - le dispositif réfléchissant comporte des stries verticales 5 qui sont prévues pour étaler transversalement la partie réfléchie du faisceau lumineux; le projecteur comporte un réflecteur d'axe optique longitudinal qui est sensiblement aligné longitudinalement avec la source lumineuse, et qui est agencé à l'arrière de la source 10 lumineuse, de manière à répartir les rayons lumineux émis globalement longitudinalement vers l'arrière, sur la face arrière de la glace de protection; - le réflecteur est du type à surface complexe et de forme globalement parabolique concave à l'avant; le faisceau lumineux produit par la source comporte une partie latérale droite, qui est émise globalement transversalement vers le côté droit, et une partie latérale gauche, qui est émise globalement transversalement vers le côté gauche, et le projecteur comporte deux élément dioptriques convergents et 20 deux éléments optiques réfléchissants associés, qui sont agencés transversalement de part et d'autre de la source lumineuse; - la glace de protection comporte des stries verticales qui sont prévues pour étaler transversalement le faisceau d'éclairage réglementaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée qui 30 représente schématiquement un projecteur d'éclairage réalisé conformément aux enseignements de l'invention selon un premier mode de réalisation; - la figure 2 est une vue de dessus qui représente schématiquement de manière simplifiée le projecteur de la figure 1; - la figure 3 est une vue de dessus qui illustre s schématiquement le positionnement du filament par rapport à la lentille droite pour la réalisation d'un faisceau réglementaire de feu antibrouillard; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 qui illustre schématiquement le positionnement du filament par i0 rapport à la lentille droite pour la réalisation d'un faisceau réglementaire de feu de route; - la figure 5 est une vue arrière du filament et de la lentille de la figure 4; - la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 2 qui 15 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation du projecteur selon l'invention comportant une glace de protection striée verticalement; - la figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 3 qui représente schématiquement un troisième mode de réalisation du 20 projecteur selon l'invention comportant des miroirs plan striés verticalement. Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indiqué aux figures. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un projecteur d'éclairage 10 de véhicule automobile qui est réalisé 30 conformément aux enseignements de l'invention. Le projecteur 10 est prévu pour réaliser un faisceau d'éclairage réglementaire orienté vers l'avant, globalement suivant un axe optique longitudinal A-A qui est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. L'orientation vers l'avant correspond globalement à une orientation de la gauche vers la droite, suivant l'axe longitudinal A-A, en considérant la figure 1. Le faisceau d'éclairage réglementaire est par exemple un 5 faisceau à coupure plate, tel qu'un faisceau antibrouillard, ou un faisceau de feu de route. Le projecteur 10 comporte ici un boîtier 12 qui est délimité par une paroi horizontale supérieure 14, par une paroi horizontale inférieure 16, par une paroi arrière verticale 18 et par une glace 10 avant de protection 20. Sur la figure 1, la paroi horizontale supérieure 14 est représentée éclatée par rapport au reste du boîtier 12. Le projecteur 10 comporte une source lumineuse 22 qui est agencée à l'intérieur du boîtier 12. La source lumineuse 22 est ici formée par une lampe 24 à filament 26 qui s'étend sensiblement longitudinalement à l'intérieur du boîtier 12, au travers d'un trou de montage 28 réalisé dans la paroi arrière 18 du boîtier 12. Le filament 26 est agencé globalement sur l'axe 20 longitudinal A-A, à l'intersection entre l'axe longitudinal A-A et une direction transversale B-B. Conformément aux enseignements de l'invention, le projecteur 10 comporte deux éléments dioptriques convergents, respectivement gauche 30 et droit 32, qui sont agencés de part et 25 d'autre du filament 26, et qui sont alignés transversalement avec le filament 26. Les éléments dioptriques convergents 30, 32 sont ici des lentilles, par exemple asphériques, dont les axes optiques sont sensiblement confondus avec la direction transversale B-B. La surface d'entrée 34 de chaque lentille 30, 32 est agencée en regard du filament 26. La surface de sortie 36 de la lentille gauche 30 est orientée vers la gauche, et la surface de sortie 36 de la lentille droite 32 est agencée vers la droite. Le projecteur 10 comporte aussi un élément réfléchissant gauche 38 et un élément réfléchissant droit 40 qui sont associés chacun respectivement à l'une des deux lentilles 30, 32. Les éléments réfléchissants 38, 40 sont ici des miroirs 5 verticaux en forme de portion sensiblement cylindrique d'axe vertical. Chaque miroir 38, 40 comporte une surface de réflexion divergente 42 qui est globalement convexe vers l'avant et qui est agencée transversalement en regard de la face de sortie 36 de la lentille 30, 32 associée. Les miroirs 38, 40 constituent ici deux portions d'extrémité latérale de la paroi arrière 18 du boîtier 12. Les miroirs 38, 40 peuvent donc être formés par le dépôt d'un matériau réfléchissant, tel que de l'aluminium, sur la face interne des portions associées du boîtier 12. Chaque miroir 38, 40 délimite ici, dans un plan horizontal, un profil courbe, dont les extrémités sont décalées transversalement, de sorte que chaque miroir 38, 40 comporte une arête arrière verticale 44 qui est proche de la lentille 30, 32 associée, et une arête avant verticale 46 qui est éloignée de la 20 lentille 30, 32 associée. Avantageusement, le projecteur 10 comporte un réflecteur 48 d'axe optique longitudinal A-A, qui est sensiblement aligné longitudinalement avec le filament 26, et qui est agencé à l'arrière du filament 26. Le réflecteur 48 est ici du type à surface complexe. Il comporte une surface avant de réflexion 50 de forme globalement parabolique concave. Le réflecteur 48 est ici formé dans une portion centrale de la paroi arrière 18 du boîtier 12. On explique maintenant le fonctionnement du projecteur 10 selon l'invention, notamment en référence à la figure 2. Sur la figure 2, pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté uniquement les principaux éléments optiques du projecteur 10, et le filament 26 est assimilé à une source lumineuse ponctuelle. La source lumineuse 22 est représentée sous la forme d'un rectangle qui symbolise le filament 26 de la lampe 24 de la figure 1. Le filament 26 produit un faisceau lumineux constitué de rayons lumineux émis globalement dans toutes les directions. Une partie latérale droite du faisceau lumineux est reçue par la face d'entrée 34 de la lentille droite 32, qui canalise cette 10 partie du faisceau suivant une direction globalement transversale orientée vers la droite. Selon le mode de réalisation représenté ici, le filament 26 est agencé au foyer de la lentille droite 32, de sorte que la lentille droite 32 fonctionne alors comme un collimateur qui transmet les 15 rayons lumineux reçus sur sa face d'entrée 34, suivant une direction parallèle à la direction transversale B-B, vers la droite. Le faisceau canalisé vient se réfléchir sur la paroi réfléchissante 42 du miroir droit 40, qui renvoie les rayons lumineux vers l'avant, en étalant transversalement le faisceau 20 lumineux sur la face arrière 52 de la glace de protection 20. De manière similaire, la portion latérale gauche du faisceau lumineux, qui est reçue sur la face d'entrée 34 de la lentille gauche 30, est réfléchie par le miroir gauche 38 vers l'avant sur la face arrière 52 de la glace de protection 20. De préférence, la surface de réflexion 42 de chaque miroir 38, 40 comporte plusieurs portions circonférentielles, ou stries verticales 54, de profils différents, de manière à étaler au maximum le faisceau lumineux transversalement en répartissant de manière sensiblement homogène les rayons lumineux sur la 30 face arrière 52 de la glace de protection 20. Le réflecteur arrière 48 permet de réfléchir vers l'avant les rayons lumineux émis vers l'arrière par le filament 26. Il contribue à répartir de manière homogène les rayons lumineux sur la face arrière 52 de la glace de protection 20. La surface de réflexion 50 du réflecteur arrière 48 peut être optimisée de manière à former un faisceau d'éclairage comportant une coupure. Les rayons lumineux reçus sur la face arrière 52 de la 5 glace de protection 20 se réfractent à travers la glace de protection 20, vers l'avant et ils produisent à l'avant un faisceau réglementaire d'éclairage F. Grâce à l'agencement du filament 26 sur l'axe optique longitudinal A-A, les images du filament 26 qui sont émises vers 10 l'avant, par les systèmes optiques latéraux, c'est à dire par les systèmes lentille/miroir associés, sont orientées sensiblement horizontalement sur un écran placé à l'avant du projecteur 10. Par conséquent, il est facile de réaliser un faisceau réglementaire à coupure plate, tel qu'un faisceau antibrouillard, en alignant les 15 images du filament 26 le long et en dessous d'une ligne transversale formant la coupure plate. L'alignement des images peut être réalisé de manière adéquate, par exemple en optimisant le profil vertical des miroirs 38, 40 et des stries verticales 54. La forme du faisceau d'éclairage produit par le projecteur 10, en particulier l'étalement transversal de ce faisceau, peut être optimisé en choisissant de manière appropriée la valeur de la distance focale de chaque lentille 30, 32 et en choisissant la position du filament 26 sur l'axe transversal B-B par rapport au 25 foyer de chaque lentille 30, 32. La figure 3 illustre schématiquement le positionnement du filament 26 par rapport à la lentille droite 32 pour la réalisation d'un faisceau d'éclairage réglementaire du type feu antibrouillard. L'angle al représente l'ouverture numérique de la lentille 30 32 par rapport au filament 26, ce qui détermine la quantité de flux lumineux reçue par la lentille 32 sur sa surface d'entrée 34. La distance Tl représente la distance transversale, ou tirage, entre le filament 26 et la surface d'entrée 34 de la lentille 32. Avantageusement, selon une variante de réalisation qui est représentée sur les figures 4 et 5, et qui correspond ici à un projecteur 10 prévu pour réaliser un faisceau d'éclairage réglementaire du type feu de route, on augmente le tirage (T2 > 5 Tl) par rapport au mode de réalisation précédent relatif à l'antibrouillard. L'augmentation du tirage permet d'obtenir des images du filament 26 plus petites, à la sortie de la lentille 32, ce qui facilite la concentration du flux lumineux suivant l'axe optique A-A, pour 10 la réalisation du faisceau de feu de route. Si le diamètre de la lentille 32 ne change pas, par rapport au mode de réalisation de la figure 3, l'augmentation du tirage T2 entraîne une diminution de l'ouverture numérique, donc une diminution du flux lumineux reçu par la lentille 32. C'est pourquoi, 15 on choisit ici d'augmenter le diamètre de la lentille 32, de sorte que l'ouverture numérique a2 soit par exemple la même que dans le mode de réalisation de la figure 3 (a2=cx1). Avantageusement, comme illustré par la figure 5, la lentille 32 est tronquée dans sa partie supérieure et dans sa partie 20 inférieure, ce qui permet de minimiser son encombrement vertical, malgré l'augmentation du diamètre de la lentille 32, pour réaliser un projecteur 10 de faible hauteur. Ainsi, par rapport au mode de réalisation de la figure 3, la valeur de l'ouverture numérique ci3, dans le plan transversal 25 vertical, est inférieure à la valeur d'ouverture numérique al, mais la valeur d'ouverture numérique a2 ne change pas dans le plan transversal horizontal. Sur la figure 6, on a représenté un deuxième mode de réalisation du projecteur 10 selon l'invention, dans lequel des 30 stries verticales 56 sont agencées, non pas sur les miroirs 38, 40, mais sur la face arrière 52 de la glace de protection 20, de manière à étaler transversalement le faisceau lumineux qui traverse la glace 20. Selon une variante (non représentée) du deuxième mode de réalisation, les stries verticales 56 peuvent être agencées uniquement dans une zone centrale de la face arrière 52 de la glace de protection 20 qui est située globalement en regard du réflecteur 48. Sur la figure 7, on a représenté un troisième mode de réalisation du projecteur 10 selon l'invention, dans lequel les miroirs 38, 40 sont des miroirs plans qui comportent des stries verticales 54 sur leur face interne de réflexion 42. Ce mode de o réalisation se distingue du mode de réalisation des figures 1 et 2 par le remplacement des miroirs 38, 40 cylindriques par des miroirs plan. Chaque miroir plan 38, 40 est sensiblement vertical et il est incliné par rapport à la direction longitudinale A-A et par 15 rapport à la direction transversale B-B. Selon une variante de réalisation (non représentée) de l'invention, on peut remplacer les lentilles asphériques 30, 32 par d'autres types de lentilles, par exemple par des lentilles du type semi-cylindriques dont l'axe de chaque demi-cylindre est parallèle 20 à l'axe longitudinal A-A. Selon une autre variante de réalisation (non représentée) de l'invention, les faces internes des parois supérieure 14 et inférieure 16 peuvent comporter des facettes de réflexion qui collectent les rayons lumineux émis par le filament 26, 25 respectivement vers le haut et vers le bas, et qui réfléchissent ces rayons lumineux vers la face arrière 52 de la glace de protection 20. Il est possible de n'agencer ces facettes de réflexion que sur la face interne d'une seule paroi, supérieure 14 ou inférieure 30 16, par exemple sur la face interne de la paroi supérieure 14, dans le cas d'un projecteur 10 réalisant un faisceau antibrouillard. De telles facettes de réflexion permettent d'augmenter le rendement lumineux du projecteur 10. REVENDICATIONS 1. Projecteur d'éclairage (10) de véhicule automobile qui est prévu pour réaliser un faisceau d'éclairage réglementaire (F), 5 comportant une source lumineuse (26) qui est placée globalement à l'intersection entre un axe optique longitudinal (A-A) et un axe optique transversal (B-B), et qui produit un faisceau lumineux dont au moins une partie, dite latérale, est émise globalement transversalement vers un côté, et une glace de protection (20) qui 10 est agencée à l'avant du projecteur (10), caractérisé en ce qu'il comporte: - un élément dioptrique convergent (30, 32) dont l'axe optique (B-B) est sensiblement aligné transversalement avec la source lumineuse (26), de manière à recevoir la partie latérale du 15 faisceau lumineux sur sa face d'entrée (34) et de manière à canaliser la partie latérale suivant une direction globalement transversale (B-B) orientée vers le côté, - et un élément réfléchissant (38, 40) associé comportant une surface optique divergente (42) qui est agencée globalement 20 en regard de la face de sortie (36) de l'élément dioptrique convergent (30, 32), et qui est prévue pour réfléchir la partie latérale canalisée du faisceau lumineux globalement vers l'avant, de manière à étaler transversalement le faisceau lumineux sur la face arrière (52) de la glace de protection (20). 2. Projecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la source lumineuse (26) est un filament linéaire qui est agencé globalement suivant l'axe optique longitudinal (A-A), de manière que le faisceau d'éclairage réglementaire (F) soit formé essentiellement par des images du 30 filament (26) orientées sensiblement transversalement. 3. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source lumineuse (26) est agencée entre le foyer de l'élément dioptrique convergent (30, 32) et la face d'entrée (34) dudit élément dioptrique (30, 32). 4. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément s dioptrique convergent (30, 32) est une lentille. 5. Projecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la lentille (30, 32) est du type asphérique. 6. Projecteur (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lentille (30, 32) est du type semi-cylindrique, le cylindre 10 ayant un axe sensiblement longitudinal. 7. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la lentille (30, 32) comporte un portion supérieure et/ou une portion inférieure tronquées de manière à minimiser la hauteur de la lentille (30, 32) 15 pour une distance focale déterminée. 8. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément réfléchissant (38, 40) est globalement convexe vers l'avant et il a globalement la forme d'une portion de cylindre, le cylindre ayant 20 un axe sensiblement vertical. 9. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément réfléchissant (38, 40) est un miroir plan vertical qui est incliné par rapport à la direction longitudinale (A-A) et par rapport à la 25 direction transversale (B-B). 10. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif réfléchissant (38, 40) comporte des stries verticales (54) qui sont prévues pour étaler transversalement la partie réfléchie du 30 faisceau lumineux. 11. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un réflecteur (48) d'axe optique longitudinal (A-A) qui est sensiblement aligné longitudinalement avec la source lumineuse (26), et qui est agencé à l'arrière de la source lumineuse (26), de manière à répartir les rayons lumineux émis globalement longitudinalement vers l'arrière, sur la face arrière (52) de la glace de protection (20). 12. Projecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le réflecteur (48) est du type à surface complexe et de forme globalement parabolique concave à l'avant. 13. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le faisceau 10 lumineux produit par la source (26) comporte une partie latérale droite, qui est émise globalement transversalement vers le côté droit, et une partie latérale gauche, qui est émise globalement transversalement vers le côté gauche, et en ce que le projecteur (10) comporte deux élément dioptriques convergents (30, 32) et i5 deux éléments optiques réfléchissants (38, 40) associés, qui sont agencés transversalement de part et d'autre de la source lumineuse (26). 14. Projecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la glace de 20 protection (20) comporte des stries verticales (56) qui sont prévues pour étaler transversalement le faisceau d'éclairage réglementaire (F).