Brevet FR2891348A1 — publié le 20070330

Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation de rayonnement comprenant une source de rayonnement électromagnétique ainsi qu'un réflecteur en plusieurs parties pour dévier et regrouper le rayonnement électromagnétique. Etat de la technique Il est par exemple connu d'utiliser de telles installations dans les projecteurs; la source de rayonnement est alors une source lumineuse notamment une lampe à incandescence. Il peut également s'agir d'une lampe à arc. Pour dévier et regrouper le rayonnement dans la zone en amont du véhicule automobile, équipé d'un tel projecteur, il est prévu un réflecteur qui peut également être constitué en variante par plusieurs parties. Le réflecteur doit recevoir une quantité de lumière aussi grande que possible de la source lumineuse et l'émettre vers les directions souhaitées. Pour des raisons de fabrication, on utilise en général un simple corps de base tel qu'un paraboloïde, un ellipsoïde ou une combinaison de telles formes ainsi que de légères variantes de celles-ci. Dans l'industrie automobile, la difficulté notamment pour les projecteurs est celle des fortes limitations d'encombrement notamment à cause de la progression des conceptions stylistiques des carrosseries de véhicules automobiles. La technique n'a pu répondre jusqu'alors que par une réduction de la taille des réflecteurs et cela au prix de déficits du point de vue de l'éclairage. S'il faut réduire un ré- flecteur à la fois dans sa profondeur et dans sa hauteur dans un véhicule, cela se traduit par une perte d'éclairage car seulement une faible plage angulaire de la lumière rayonnée par la source lumineuse n'arrive sur le réflecteur. Pour obtenir cette zone dite enveloppe , il faut alors réduire la taille du réflecteur ce qui se traduit par des pertes pour l'intensité maximale de la répartition lumineuse. En plus, cela augmente la sensibilité aux tolérances du système. Il est en outre également connu de réaliser des réflecteurs avec des plis ou des gradins dans la forme du réflecteur c'est-à-dire des réflecteurs en plusieurs parties. Les différents éléments du réflecteur sont alors installés de façon analogue à un réflecteur continu. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une unité de rayonnement comportant un réflecteur pour regrouper ou dévier le rayonnement électromagnétique offrant l'avantage de permettre une réduction de l'encombrement pour une intensité lumineuse maximale. Avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne une installation de rayonnement caractérisée en ce que pour au moins des zones partielles du réflecteur, la fonction de la distance par rapport à l'angle n'est pas une fonction monotone. L'angle [3 est l'angle sous tendu entre un point P du réflecteur et l'axe optique x avec un sommet au niveau de la source lumineuse. Y est la distance entre le point P et l'axe optique x. La présente invention permet de respecter l'angle enve- loppe de la source lumineuse par rapport à un réflecteur monotone, d'origine de même que la surface de sortie de lumière projetée dans la direction de l'axe optique x qui est une mesure de l'intensité maximale de la répartition de la lumière. En même temps, on réduit de manière significative l'encombrement par l'utilisation de plusieurs parties de ré- flecteur notamment en forme de coupelles. En outre, l'invention offre l'avantage qu'en utilisant les sources lumineuses ponctuelles ou pratiquement ponctuelles, on ne rencontre pas les problèmes d'ombre par les éléments de réflecteur et dans le cas de sources lumineuses étendues, on a certes de légères pertes du point de vue de la technique d'éclairage, mais celles-ci ne jouent qu'un rôle négligeable. L'invention permet d'utiliser le volume lumineux de la source lumineuse avec un rendement élevé pour obtenir en même temps des concentrations maximales de l'intensité dans le rayonnement lumineux du projecteur ou d'un système émettant un autre rayonne- ment électromagnétique. La surface de sortie de lumière ou de rayonnement, projetée peut être utilisée en totalité. En outre, en divisant les surfaces de réflexion on améliore les possibilités de conception du point de vue de la technique de l'éclairage, par exemple la commande de la taille de l'image de la source lumineuse ou des angles de sortie possible pour les rayons lumineux par rapport à l'axe optique. Selon l'invention, la source de rayonnement est celle d'un rayonnement visible c'est-à-dire de la lumière. En variante, le rayonne-ment peut également être un rayonnement du domaine ultraviolet ou infrarouge mais aussi correspondant à d'autres plages de fréquence. On peut également combiner différents types de rayonnement. Enfin, l'invention concerne une installation d'éclairage notamment un projecteur de véhicule automobile équipé d'une installation de rayonnement comme définie ci-dessus. L'installation d'éclairage peut comporter des installations de rayonnement dans le domaine visible, mais également ou en variante dans le domaine non visible (rayonnement infrarouge IR ou rayonnement ultraviolet UV). L'invention n'est pas limitée à des conceptions de techni- que d'éclairage. En particulier, on peut regrouper et dévier également des rayonnements électromagnétiques dans d'autres plages de fréquence par exemple dans le cas d'unités d'émission et de réception. Dans la mesure où l'installation est utilisée dans le cadre de la technique d'éclairage, comme par exemple pour les véhicules automobiles, elle peut s'appliquer à la fois à des systèmes de projecteur à projection et aussi dans des systèmes de projecteur sans lentille. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation représentés dans les des- sins annexés dans lesquels: - les figures 1 et 2 montrent des formes de réflecteur correspondant à l'état de la technique, - la figure 3 est une vue schématique des éléments géométriques d'une installation selon l'invention, et - les figures 4 - 7 sont des comparaisons entre des formes de réflecteur selon l'invention et selon l'état de la technique. Description de modes de réalisation La figure 1 montre un réflecteur connu selon l'état de la technique des projecteurs; ce réflecteur porte la référence 10. Le ré- flecteur 10 d'un tel projecteur ou d'une telle installation de rayonne- ment coopère avec une source lumineuse 12; le réflecteur 10 de la figure 1 est représenté pour sa demi-coupe supérieure et l'axe optique porte la référence 14. La lumière rayonnée par la source lumineuse 12 en direction du réflecteur 10 est représentée par deux rayons limites portant les références 16' et 16". Ces deux rayons 16' et 16" définissent un angle a qui constitue l'enveloppe de la source lumineuse 12. La lumière réfléchie par le réflecteur 10 est alors émise dans la direction de sortie de la lumière schématisée ici par les flèches 18 représentées en trait interrompu. L'axe X 14 qui correspond à l'axe optique 14 définit en même temps la profondeur du réflecteur alors que le second axe portant ici la référence y définit la distance par rapport à l'axe optique 14. La figure 2 montre une conception également connue selon l'état de la technique. Dans cette figure on a utilisé les mêmes références qu'à la figure 1 pour désigner les mêmes éléments. Le réflecteur 10 de la figure 1 est un réflecteur discontinu s'étendant par rapport à l'angle (3 entre un point Pl et un point P2 sur le réflecteur correspondant à une fonction continue de la distance y; cette fonction est en outre strictement monotone c'est-à-dire que dans l'intervalle entre les deux points P1 et P2 c'est-à-dire entre le plus petit angle 13 et le plus grand angle (3, tels que ceux indiqués par les références (31 et (32 à la figure 1, la valeur y du réflecteur 10 est continûment croissante. En revanche selon la figure 2, le réflecteur 10 est constitué de trois parties 10'-10"' et le tracé du réflecteur n'est pas une fonc- tion continue; le tracé présente non seulement des gradins ou des plis mais également des intervalles. La fonction de la distance par rapport à l'axe optique 14 suivant l'angle 13 du rayon 16" jusqu'au rayon 16' est néanmoins comme précédemment une fonction croissante essentielle-ment monotone. Une telle conception de réflecteur en plusieurs parties ne permet pas de gagner en encombrement ou de réduire la profondeur. On constate de façon générale (figure 3) que la distance entre l'axe optique 14 lue sur l'axe y peut être représentée en fonction de l'angle (3. On obtient ainsi pour les réflecteurs habituels, une fonc-tion monotone; en d'autres termes, y augmente comme (3. Cette relation n'est pas violée par les réflecteurs à gradins, connus. En revanche, les réflecteurs selon l'invention n'ont un comportement monotone que pour leurs différentes parties. Il est caractéristique qu'entre les différentes parties de réflecteur 10' et 10"', on a des sauts de coordonnées c'est- à-dire des points non monotones. En outre, le réflecteur selon l'invention offre l'avantage vis-à-vis des réflecteurs habituels à conception avec gradins de pouvoir être formé pour que toutes les valeurs y soient éclairées par la source lumineuse. Dans les réflecteurs à gradins, habituels, du fait de la présence des gradins, une partie des valeurs y n'est pas éclairée ce que la conception selon l'invention évite comme cela apparaît à la figure 3. Cela permet de mieux utiliser l'intensité lumineuse possible du système ou pour un observateur par exemple une installation de rayonnement selon l'invention par exemple sous la forme d'un projecteur. La figure 3 montre l'angle R en un point quelconque P3; les point P1 et P2 sont également représentés. Le tracé du réflecteur pour la valeur y en fonction de l'angle R est croissant monotone dans les parties de réflecteur 10', 10". La source lumineuse 12 est prise par hypothèse comme source lumineuse ponctuelle, idéale. Les fonctions des trois parties distinctes de réflecteur sont des fonctions chaque fois croissantes monotones. Toutefois, le tracé du réflecteur 10 vis-à-vis des valeurs y présente un saut au passage du réflecteur 10" dans la par-tie de réflecteur 10' de sorte qu'avec l'augmentation de [3, y subit une réduction brusque ce qui interrompt la croissance monotone jusqu'alors de y. La figure 3 montre également une coupe d'un réflecteur 10 selon l'invention. Grâce à un réflecteur 10 en trois parties comprenant les parties 10'-10"' décalées les unes par rapport aux autres selon l'axe y, on peut utiliser comme le montre la figure 4 l'enveloppe d'une manière complète. Pour mieux expliciter le réflecteur portant ici la référence 10a à la figure 4, on a également représenté un réflecteur correspondant à l'état de la technique. A la figure 4 qui ne montre qu'un schéma de principe, la ligne 20 représente la limite d'encombrement ce qui supprime la partie 10a' du réflecteur initial. Un tel réflecteur raccourci utilisant unique- ment la zone 10a" donnerait toutefois un angle d'enveloppe a significati- vement réduit. De plus, la surface projetée caractérisée sur l'axe y par la référence A pour l'ensemble du réflecteur l0a est réduite. La figure 4 explicite qu'en divisant le réflecteur 10 en trois réflecteurs séparés 10'-10"' on peut respecter les limites d'encombrement et néanmoins conserver l'enveloppe caractérisée par l'angle a. De plus, on ne réduit pas la surface projetée. L'intensité lumineuse et le volume de lumière du projecteur restent conservés; à titre d'exemple il s'agit d'un projecteur de véhicule éclairant la chaussée en amont du projecteur. Une conception de réflecteur selon l'invention offre des avantages significatifs pour la io profondeur du réflecteur dans des conditions d'encombrement réduites. La figure 5 montre un autre développement de l'invention. Les prescriptions d'encombrement selon l'état de la technique se traduisent fréquemment par des réflecteurs coupés en biais comme cela est schématisé par la ligne 20. Le point extrême réalisable par un réflecteur classique porte ici la référence 11. De tels réflecteurs ont toutefois des difficultés pour arriver à la surface de sortie de lumière projetée ou enveloppe souhaitée. En particulier, la surface du réflecteur d'un côté de l'axe optique est trop courte ce qui se traduit par une détérioration de l'effet d'éclairage et/ou d'effet stylistique. Dans les réflec- teurs selon l'invention constitués de plusieurs parties, on évite de tels inconvénients. L'invention permet par la partie de réflecteur 10" de rétablir la surface de sortie de lumière, coupée. A la figure 5, la référence L désigne la surface de sortie de lumière ainsi rétablie. La figure 6 montre un projecteur de longue portée corn- pact avec une réduction d'encombrement R fréquemment souhaitée, dans la direction de déplacement. Par comparaison avec le paraboloïde portant la référence l0a d'un projecteur usuel à distance focale définie, on a représenté un réflecteur non monotone dont les trois coupelles portent les références 10', 10", 10"'. On constate que malgré des parties de réflecteur différentes et le faisceau lumineux, on ne rencontre pas de projection d'ombre. La surface lumineuse A, projetée (voir figure 4) est utilisée en totalité de même que l'angle enveloppe a de la source lumineuse. Les distances focales des trois coupelles de réflecteur sont différentes les unes des autres. La conception selon l'invention permet notamment par la forme donnée au réflecteur 10 de respecter des consignes déterminées sans que cela ne soit toutefois au détriment de l'utilisation du réflecteur 10. La figure 7 montre une conception dont la forme extérieure du projecteur est donnée. Celle-ci porte la référence 22. Une forme parabolique habituelle du réflecteur 10 porte la référence 10a. Selon l'invention on prévoit différents segments 10 qui permettent d'adapter la forme du réflecteur à la forme souhaitée pour le projecteur et en même temps on améliore les caractéristiques de technique d'éclairage. Cela permet d'obtenir un flux lumineux plus important en enveloppant de manière plus importante la source lumineuse 12 pour une intensité maximale d'éclairage de la distribution de lumière émise grâce à une plus grande surface de sortie de lumière, projetée. On évite des surfaces vides du point de vue esthétique et on obtient une plus grande image du signal avec une impression fonctionnelle s'étendant sur toute la surface extérieure du projecteur. REVENDICATIONS 11 Installation de rayonnement comprenant une source (12) de rayonnement électromagnétique ainsi qu'un réflecteur (10) en plusieurs par-ties pour dévier et regrouper le rayonnement électromagnétique, caractérisée en ce que pour au moins des zones partielles du réflecteur (10), la fonction de la distance (y) par rapport à l'angle (13) n'est pas une fonction monotone. 2 ) Installation de rayonnement selon la revendication 1, io caractérisée en ce que la source de rayonnement (12) émet un rayonnement visible. 3 ) Installation de rayonnement selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réflecteur (10) se compose d'au moins trois coupelles de réflecteur (10'-10"'). 4 ) Installation d'éclairage notamment projecteur de véhicule automobile, caractérisée en ce qu' elle comporte une installation de rayonnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.