[0001] 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.
[0002] 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 dans différentes zones situées au-dessus
de la ligne de coupure du faisceau émis par le projecteur.
[0003] 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 :
- 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 anti-brouillard.
[0004] 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.
[0005] Dans l'état de la technique, on connaît pour les feux de croisement essentiellement
deux types de projecteur possédant chacun une structure distincte.
[0006] Le premier type de projecteur est composé essentiellement d'un 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 orienté horizontalement et vers le bas.
[0007] 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 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 qui la traversent.
[0008] 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 face d'entrée 110 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 F1 du 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.
[0009] 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 de la lentille de projection 105.
[0010] 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 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.
[0011] La figure 2 donne un exemple de la forme 200 du faisceau lumineux 106 projeté sur
un écran. Une ligne de coupure 201 marque la frontière entre une zone basse où l'intensité
lumineuse est suffisante pour éclairer la route et satisfaire les différentes réglementations
imposées, et une zone haute où 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. 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 où la circulation est imposée à droite. Dans un pays où la circulation
serait imposée à gauche, on obtiendrait une forme qui, par rapport à un axe vertical
202, serait symétrique à celle représentée.
[0012] 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.
[0013] 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 au-dessus 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 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 respectivement
situés à 2u4l 4u8l 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),
"l" correspondant à left (à gauche), et "r" correspondant à right (à droite).
[0014] Différentes solutions ont été proposées dans l'état de la technique pour permettre
d'éclairer ces points de portique tout en conservant le cache 108 dans le dispositif
projecteur.
[0015] 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 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.
[0016] Une deuxième solution connue consiste à dépolir légèrement la face d'entrée de la
lentille 105. Une partie des signaux lumineux est ainsi déviée 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 où 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.
[0017] 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 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.
[0018] 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 zones de cette
surface de sortie.
[0019] 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 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
ensemble étant apte à dévier dans une direction déterminée une partie des signaux
lumineux rencontrant cet aménagement.
[0020] Selon un mode de réalisation préféré, les directions de déviation sont des directions
situées au-dessus de la ligne de coupure.
[0021] Et de préférence, ces aménagements sont aptes à dévier une partie des signaux lumineux
rencontrant cet aménagement dans une direction correspondant à un point de portique.
[0022] Selon une première variante de réalisation, cette partie circonférentielle est disposée
sur la partie inférieure de la lentille.
[0023] Dans ce cas, de préférence, elle est sensiblement symétrique par rapport à un plan
vertical de symétrie de la lentille.
[0024] Avantageusement, cette partie circonférentielle s'étend sur environ 45° de chaque
côté de dudit plan de symétrie.
[0025] 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.
[0026] Selon une seconde variante de réalisation, cette partie circonférentielle s'étend
sur tout le pourtour de la lentille.
[0027] 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 relativement délicate compte tenu de la fragilité
de telles lentilles.
[0028] 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.
[0029] De préférence, cette déviation est comprise entre 2 et 10°.
[0030] Avantageusement, cette partie circonférentielle est formée de nervures convexes disposées
sur ladite surface modifiée tronconique de la lentille.
[0031] Dans ce cas, avantageusement, lesdites nervures convexes sont 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.
[0032] Une lentille conforme à l'invention peut être conçue par simulation et donc son procédé
de fabrication est stable. Elle peut même être standardisée et utilisée pour différents
dispositifs de projection.
[0033] Elle peut de plus être fabriquée en grande série par une unique opération de moulage.
Sa fabrication est donc particulièrement économique.
[0034] Les pertes en portée et en flux dans le faisceau optique sont très faibles de l'ordre
de 2%.
[0035] 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.
[0036] 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 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 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.
[0037] Sur les différentes figures, les éléments qui sont communs à plusieurs figures ont
les mêmes références.
[0038] La figure 3 montre une lentille de projection 405 en vue de face, c'est 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.
[0039] 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.
[0040] Les directions de déviation sont des directions situées au-dessus de la coupure et
correspondant chacune à un point de portique
[0041] Ce mode de réalisation préféré a pour avantage de n'entraîner aucune contrainte de
positionnement angulaire de la lentille.
[0042] Cependant, dans le cadre de l'invention, il est suffisant que cet 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 2α, α étant avantageusement
sensiblement égal à 45°. Cet ensemble peut donc aussi être sensiblement symétrique
seulement, voire complètement asymétrique.
[0043] 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.
[0044] Cette conformation de cette partie circonférentielle 400 va être précisée en référence
aux figures suivantes.
[0045] Sur ces figures suivantes 4 et 5 sont représentées schématiquement une première étape
de réalisation d'une lentille conforme à l'invention.
[0046] Selon un premier mode de réalisation non limitatif représenté sur les 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 α, de préférence égal à environ 45°,
de chaque côté de ce plan de symétrie.
[0047] 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 S1. 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 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 β compris entre 2 et 10°, de
préférence entre 5 et 9°.
[0048] L'avantage de ne réaliser cette partie circonférentielle que dans la partie inférieure
de la lentille réside dans un souci de discrétion esthétique. Cette partie sera moins
visible sur le véhicule.
[0049] 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 matière d'énergie
lumineuse.
[0050] 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 S1 et S2 sont définies de manière
identique à celles de la figure précédente.
[0051] Ce second mode de réalisation a pour avantage de n'entraîner aucune contrainte de
positionnement angulaire de la lentille dans le projecteur.
[0052] 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 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 au-dessus 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 portiques normalisés. Il est donc nécessaire de disperser le faisceau de lumière
ainsi obtenu latéralement à cette zone centrale.
[0053] 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 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.
[0054] Une telle nervure est représentée en perspective sur la figure 7 avec 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 11 de son bord latéral, ou rayon vertical,
très grand, ce bord étant presque rectiligne.
[0055] 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 8° 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 métier pour obtenir la répartition verticale souhaitée de la lumière.
[0056] 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 c1 et c2 correspondants à la surface S2 et déterminée
pour obtenir la dispersion souhaitée de la lumière au point bas de la lentille.
[0057] 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 S1, ce qui est schématisé sur cette figure par l'enlèvement de la partie hachurée.
[0058] Avantageusement, les fentes à angle vif existant entre chaque nervure seront comblées
avec réalisation d'un arrondi, afin d'améliorer le résultat esthétique.
[0059] Une fois déterminée, une telle lentille peut être fabriquée par moulage.
[0060] 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 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.
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), 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) 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 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 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 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° 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 que cette partie circonférentielle (400) est constituée d'une surface tronconique (S2)
de génératrice rectiligne inclinée d'un angle déterminé pour obtenir une déviation
(β) 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 déviation (β) 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 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 revendications
précédentes.