EP0581661B1 - Procédé de fabrication d'un miroir pour dispositif d'éclairage ou de signalisation de véhicule et projecteur équipé d'un nouveau miroir - Google Patents

Procédé de fabrication d'un miroir pour dispositif d'éclairage ou de signalisation de véhicule et projecteur équipé d'un nouveau miroir Download PDF

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EP0581661B1
EP0581661B1 EP93401930A EP93401930A EP0581661B1 EP 0581661 B1 EP0581661 B1 EP 0581661B1 EP 93401930 A EP93401930 A EP 93401930A EP 93401930 A EP93401930 A EP 93401930A EP 0581661 B1 EP0581661 B1 EP 0581661B1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F21S41/338—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector having surface portions added to its general concavity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/30—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by reflectors

Definitions

  • the present invention relates to lighting or signaling devices for motor vehicles.
  • a widely known solution to this problem consists in providing on the ice, globe or indicator of the lighting or signaling device for prisms, balls or streaks intended to effect a deflection of light in particular to "burst" excessively concentrated light, and as a corollary to add light in areas that are too dim.
  • the present invention aims to overcome the drawbacks of the prior art. It is based on the idea consisting, starting from a known reflecting surface, determined for example by one or more mathematical equations, to modify this surface in a random manner, preferably with a well-defined step and standard deviation.
  • the invention proposes, according to a first aspect, a method of manufacturing a flux recovery mirror for a lighting or signaling device for a motor vehicle as defined in claim 1.
  • the invention relates to a lighting or signaling device for a motor vehicle as defined in claim 8.
  • FIG. 1 represents in section a part of a surface Sb conventionally intended to define the reflecting surface of a mirror of a lighting or signaling device of a motor vehicle.
  • Such a surface can usually be a quadric, in particular a paraboloid, or even a surface as defined for example in one of the published French patent applications Nos. 2 536 502, 2 536 503, 2 597 575, 2 599 120, 599 121, 2 600 024, 2 602 305, 2 602 306, 2 609 146, 2 609 148, 2 622 676, 2 634 003, 2 639 888 and 2,664,677 in the name of the Applicant, relating to reflectors for headlamps of motor vehicles capable of generating cut-off beams without the use of obscuring cups.
  • such a surface is designed mainly with the aim of acting on the position of at least certain images of the filament produced by this surface in order to obtain a light beam meeting certain criteria in terms of light distribution (position of a cut, position of a concentration spot, beam thickness, ).
  • the surface Sb is defined either in the form of one or more mathematical equations, in parametric, Cartesian, polar, etc. coordinates, or in the form of a game of N point coordinates of this surface.
  • a plurality of base points denoted Pbi-3, Pbi-2, ...., Pbi + 3 are defined on the surface Sb, or on one or more determined zones of this surface.
  • These points, all designated by Pbn in the following description, for the sake of simplification, are preferably regularly distributed according to a predetermined pattern, for example square, rectangle, triangle, etc.
  • these dots correspond to a regular square pattern, the pitch P of which may, for example, have a value between 0.5 and 15 mm, more preferably between 2 and 10 mm.
  • each base point Pbn there is determined from each base point Pbn a corrected point Pcn, which is located on the normal Nn so that the distance Dn between Pbn and Pcn according to this normal is random or pseudo-random.
  • this distance Dn can be both positive and negative, a positive distance corresponding to the case where the point Pcn is located in front of the base surface (upwards in FIG. 1), and a negative distance corresponding to the case where the point Pcn is situated behind the base surface (downwards in FIG. 1).
  • the distribution of the distances Di from one point to the other is a Gaussian distribution, centered on the value zero and whose standard deviation is a function of the pitch P of the points Pbn and preferably between 25 and 750 ⁇ m, more preferably between 100 and 500 ⁇ m.
  • the corrected points Pcn being all determined, we now determine a corrected surface Sc having the properties of passing through all the corrected points Pcn while being continuous and preferably differentiable.
  • the above steps are carried out at least partially automatically using conventional computer-aided design equipment. These steps make it possible to obtain, in a technically exploitable form, a set of point coordinates, distributed at least as finely that the points Pcn, either one or more equations satisfying the criteria defined above.
  • FIG. 2 illustrates a reflecting surface obtained by the method according to the invention, by its traces T H and T V in horizontal and vertical planes, respectively. We observe in this figure the undulations of random nature present on the surface.
  • FIGS. 3 and 4 help to understand the result achieved by a mirror defined according to the present invention.
  • FIG. 3 illustrates, on a standard projection screen placed in front of the lighting or signaling device, filament images, here four images I1-I4, as produced by a set of dots (here four in number), spaced for example a few millimeters, located in the region of the bottom of a reflective surface of conventional type produced for example according to the teachings of document FR-A-2 609 146.
  • a set of dots here four in number
  • a reflective surface of conventional type produced for example according to the teachings of document FR-A-2 609 146.
  • its shape is such that observes a high concentration of images, which is undesirable when it is desired to obtain a homogeneous beam.
  • FIG. 4 illustrates an example of filament images I1'-I4 'obtained with a mirror treated in accordance with the present invention, produced by points homologous to the points used in Figure 3.
  • FIG. 5 illustrates, by a set of isocandela curves C, the configuration of a signaling beam obtained with a mirror produced in accordance with the teachings of the aforementioned patent application FR-A-2 609 146. There is obtained in the central region of the beam a spot of concentration TC relatively marked, very narrow and extending over practically the entire height of the beam, which is not desirable.
  • FIG. 6 illustrates in the same form the configuration of the beam obtained when the mirror, of the same basic design, has been treated according to the present invention.
  • the isocandela curves are indicated in C 'and the concentration spot in TC'.
  • the present invention applies not only to mirror signaling lights (in particular reversing lights, stop lights, rear fog lights, as well as position lights and flashing lights), but also to searchlights.
  • the concepts of the present invention can be implemented either on the whole of the reflecting surface of a mirror, or on only a part of this surface, and in particular in the part which is at the origin of a excess concentration of part of the beam.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

  • La présente invention concerne les dispositifs d'éclairage ou de signalisation pour véhicules automobiles.
  • Dans de nombreux dispositifs d'éclairage ou de signalisation, et en particulier dans les feux de signalisation, on cherche à obtenir un faisceau dans lequel les variations d'intensité lumineuse d'un point à l'autre soient aussi régulières que possible.
  • Avec les dispositifs d'éclairage à miroir récupérateur, il s'avère difficile d'obtenir cette homogénéité, car on constate en particulier que certains points du miroir peuvent produire des images de la source qui sont extrêmement rapprochées les unes des autres, donnant lieu à des taches de concentration lumineuse trop marquées.
  • Une solution largement connue à ce problème (voir notamment FR-A-2 521 692) consiste à prévoir sur la glace, globe ou voyant du dispositif d'éclairage ou de signalisation des prismes, billes ou stries destinés à effectuer une déviation de la lumiére en particulier pour "éclater" la lumière excessivement concentrée, et en corollaire pour rajouter de la lumière dans les zones trop peu lumineuses.
  • Cette solution est cependant incompatible avec la tendance actuelle qui consiste, notammment pour des raisons esthétiques, à réaliser des glaces, globes ou voyants aussi lisses que possibles.
  • Dans ce contexte, une autre solution qui vient spontanément à l'esprit de l'homme de l'art consiste à prévoir des stries, prismes, pavés individuels, etc.., sur le miroir lui-même, de manière à conserver un contour de faisceau prédéterminé tout en assurant une plus grande homogénéité de la lumière au sein de ce contour (voir notamment FR-A-2 460 442 et FR-A-2 528 536).
  • Cette solution complique cependant la fabrication du miroir, et s'avère également inesthétique en ce que ces éléments déviateurs prévus sur le miroir donnent à celui-ci à travers la glace, lorsque le feu est éteint, un aspect irrégulier.
  • On connaît en outre par les documents US-A-4,481,563 et EP-A-0 313 216 des miroirs de projecteurs de véhicules automobiles conformés de manière à modifier l'allure générale du faisceau. Toutefois, le problème des défauts d'homogénéité de faisceau n'est nullement résolu dans ces documents.
  • La présente invention vise à pallier les inconvénients de la technique antérieure. Elle est basée sur l'idée consistant, à partir d'une surface réfléchissante connue, déterminée par exemple par une ou plusieurs équations mathématiques, à modifier de façon aléatoire cette surface, de préférence avec un pas et un écart-type bien déterminés.
  • Ainsi l'invention propose selon un premier aspect un procédé de fabrication d'un miroir récupérateur de flux pour dispositif d'éclairage ou de signalisation pour véhicule automobile tel que défini dans la revendication 1.
  • Dans la définition de cette revendication, le terme "aléatoire" peut s'entendre également comme "pseudoaléatoire".
  • Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un dispositif d'éclairage ou de signalisation pour véhicule automobile tel que défini dans la revendication 8.
  • D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé, sur lequel:
    • la figure 1 est une vue en coupe schématique d'une partie d'une surface réfléchissante réalisée selon la présente invention,
    • la figure 2 est une vue globale, illustrée par des ses traces dans des plans horizontaux et verticaux, d'une surface réfléchissante réalisée selon l'invention,
    • la figure 3 est une vue, sur un écran de projection, des contours d'un certain nombre d'images du filament incandescent obtenues avec un miroir selon l'art antérieur,
    • la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, montrant la répartition d'images obtenue avec la présente invention,
    • la figure 5 illustre par un ensemble de courbes isocandéla sur un écran de projection, l'allure d'un faisceau obtenu avec un miroir nu selon l'art antérieur, et
    • la figure 6 illustre, de la même manière que sur la figure 5, l'allure d'un faisceau obtenu avec un miroir nu selon la présente invention.
  • On notera préliminairement que les écarts, perpendiculairement à la surface réfléchissante, représentés sur les dessins, ont été exagérés par souci de clarté.
  • La figure 1 représente en section une partie d'une surface Sb destinée conventionnellement à définir la surface réfléchissante d'un miroir de dispositif d'éclairage ou de signalisation de véhicule automobile.
  • Une telle surface peut être usuellement une quadrique, notamment un paraboloïde, ou encore une surface telle que définie par exemple dans l'une des demandes de brevets français publiées Nos. 2 536 502, 2 536 503, 2 597 575, 2 599 120, 599 121, 2 600 024, 2 602 305, 2 602 306, 2 609 146, 2 609 148, 2 622 676, 2 634 003, 2 639 888 et 2 664 677 au nom de la Demanderesse, relatives à des réflecteurs de projecteurs de véhicules automobiles capables d'engendrer des faisceaux à coupure sans recours à des coupelles d'occultation.
  • On rappellera qu'une telle surface est conçue principalement dans le but d'agir sur la position d'au moins certaines images du filament produites par cette surface pour obtenir un faisceau lumineux répondant à certains critères en matière de répartition lumineuse (position d'une coupure, position d'une tache de concentration, épaisseur de faisceau, ...).
  • Pour la mise en oeuvre de la présente invention, il est préférable que la surface Sb soit définie soit sous forme d'une ou plusieurs équations mathématiques, en coordonnées paramétriques, cartésiennes, polaires, etc..., soit sous forme d'un jeu de N coordonnées ponctuelles de cette surface.
  • Selon la présente invention, on définit sur la surface Sb, ou sur une ou plusieurs zones déterminées de cette surface, une pluralité de points de base notés Pbi-3, Pbi-2, ...., Pbi+3. Ces points, tous désignés par Pbn dans la suite de la description, par souci de simplification, sont de préférence régulièrement répartis selon un motif prédéterminé, par exemple en carré, en rectangle, en triangle, etc... En l'espèce, ces points correspondent à un motif carré régulier, dont le pas P peut avoir par exemple une valeur comprise entre 0,5 et 15 mm, plus préférentiellement entre 2 à 10 mm.
  • A chaque point de base Pbn, il existe une normale Nn à la surface de base Sb.
  • Selon l'invention, on détermine à partir de chaque point de base Pbn un point corrigé Pcn, qui est situé sur la normale Nn de telle sorte que la distance Dn entre Pbn et Pcn selon cette normale soit aléatoire ou pseudo-aléatoire.
  • Dans le présent exemple préféré, la valeur de cette distance Dn peut être aussi bien positive que négative, une distance positive correspondant au cas où le point Pcn est situé en avant de la surface de base (vers le haut sur la figure 1), et une distance négative correspondant au cas où le point Pcn est situé en arrière de la surface de base (vers le bas sur la figure 1).
  • De préférence également, la répartition des distances Di d'un point à l'autre est une répartition gaussienne, centrée sur la valeur zéro et dont l'écart-type est fonction du pas P des points Pbn et de préférence compris entre 25 et 750 µm, plus préférentiellement entre 100 et 500 µm.
  • Les points corrigés Pcn étant tous déterminés, on détermine maintenant une surface corrigée Sc ayant pour propriétés de passer par tous les points corrigés Pcn tout en étant continue et de préférence dérivable.
  • Il existe un certain nombre de techniques mathématiques classiques pour réaliser une une surface Sc selon ces critères, à partir de l'ensemble des coordonnées dans l'espace, notamment cartésiennes, des points Pcn. On peut utiliser en particulier les techniques mathématiques de lissage de NURBS, de BEZIER ou encore une interpolation polynomiale.
  • De façon avantageuse, les étapes ci-dessus sont réalisées de façon au moins partiellement automatique à l'aide d'un équipement conventionnel de conception assistée par ordinateur. Ces étapes permettent d'obtenir sous une forme techniquement exploitable soit un ensemble de coordonnées de points, répartis au moins aussi finement que les points Pcn, soit une ou plusieurs équations satisfaisant aux critères définis plus haut.
  • Ces données et/ou équations sont ensuite utilisées par exemple pour réaliser par usinage numérique un moule destiné à la fabrication de réflecteurs ayant une surface réfléchissante se conformant à la surface Sc telle qu'on l'a définie. Les outils mis en jeu sont là encore de type classique en soi.
  • La figure 2 illustre une surface réfléchissante obtenue par le procédé selon l'invention, par ses traces TH et TV dans des plans horizontaux et verticaux, respectivement. On observe sur cette figure les ondulations à caractère aléatoire présentes sur la surface.
  • Les figures 3 et 4 permettent de comprendre le résultat atteint par un miroir défini selon la présente invention.
  • La figure 3 illustre, sur un écran de projection standard placé devant le dispositif d'éclairage ou de signalisation, des images de filament, ici quatre images I1-I4, telles que produites par un ensemble de points (ici au nombre de quatre), espacés par exemple de quelques millimètres, situés dans la région du fond d'une surface réfléchissante de type classique réalisée par exemple selon les enseignements du document FR-A-2 609 146. A cet endroit du miroir, sa forme est telle qu'on observe une concentration importante des images, qui est indésirable lorsque l'on souhaite obtenir un faisceau homogène.
  • La figure 4 illustre un exemple d'images de filament I1'-I4' obtenues avec un miroir traité conformément à la présente invention, produites par des points homologues des points utilisés sur la figure 3.
  • On observe que les images sont éclatées ou dispersées dans des directions diverses et à des degrés divers. Ce phénomène se répétant dans toutes les régions du miroir, on obtient finalement un faisceau homogène.
  • La figure 5 illustre, par un ensemble de courbes isocandéla C, la configuration d'un faisceau de signalisation obtenu avec un miroir réalisé conformément aux enseignements de la demande de brevet FR-A-2 609 146 précitée. On obtient dans la région centrale du faisceau une tache de concentration TC relativement marquée, très étroite et s'étendant sur pratiquement toute la hauteur du faisceau, ce qui n'est pas souhaitable.
  • La figure 6 illustre sous la même forme la configuration du faisceau obtenu lorsque le miroir, de même conception de base, a été traité selon la présente invention. Les courbes isocandéla sont indiquées en C' et la tache de concentration en TC'.
  • On observe que la tache de concentration s'est diluée latéralement tout en diminuant en hauteur, tandis que l'intensité du faisceau est beaucoup plus homogène, ce qu'illustre en particulier un plus grand espacement mutuel des courbes isocandéla.
  • Bien entendu, la présente invention s'applique non seulement aux feux de signalisation à miroir (notamment feux de recul, feux stop, feux anti-brouillard arrière, ainsi que les feux de position et les feux clignotants), mais également aux projecteurs.
  • En outre, les concepts de la présente invention peuvent être mis en oeuvre soit sur la totalité de la surface réfléchissante d'un miroir, soit sur une partie seulement de cette surface, et notamment dans la partie qui est à l'origine d'un excès de concentration d'une partie du faisceau.

Claims (9)

  1. Procédé de fabrication d'un miroir récupérateur de flux pour dispositif d'éclairage ou de signalisation pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:
    - définir une surface réfléchissante de base (Sb),
    - effectuer dans au moins une zone de cette surface une répartition de points de base (Pbn) espacés les uns des autres,
    - affecter à chaque point de base (Pbn) un décalage correctif déterminé aléatoirement, pour créer à chaque fois un point corrigé (Pcn) situé sur la normale (Nn) à la surface de base audit point de base et à une distance aléatoire (Dn) dudit point de base,
    - définir dans ladite zone une surface lisse corrigée (Sc) passant par les points corrigés (Pcn), et
    - réaliser un miroir dont ladite zone de la surface réfléchissante est constituée par ladite surface lisse corrigée.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points de base (Pbn) sont équidistants deux à deux dans au moins une direction.
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les points de base (Pbn) sont équidistants deux à deux dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre.
  4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les points de base (Pbn) sont équidistants deux à deux d'une distance (P) comprise entre 0,5 et 15 mm, de préférence entre 2 et 10 mm.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les valeurs des décalages (Dn) d'un point à l'autre sont aléatoires.
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les valeurs des décalages (Dn) sont réparties aléatoirement de façon gaussienne.
  7. Procédé selon la revendication 6, rattachée à la revendication 4, caractérisé en ce que l'écart-type des décalage (Dn) répartis de façon gaussienne est compris entre 25 et 750 µm, de préférence entre 100 et 500 µm.
  8. Dispositif d'éclairage ou de signalisation pour véhicule automobile, du type comprenant une source lumineuse, un miroir comportant une surface réfléchissante et un globe, voyant ou glace, la surface réfléchissante étant conçue pour engendrer un faisceau homogène, caractérisé en ce que, pour un ensemble corrélé quelconque de points situés dans au moins une zone de ladite surface réfléchissante, des images de la source (I1'-I4') formées par ces points sont distribuées sur un écran de projection de façon non corrélée les unes par rapport aux autres.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les images (I1'-I4') de la source sont distribuées de façon non corrélée selon deux dimensions.
EP93401930A 1992-07-27 1993-07-26 Procédé de fabrication d'un miroir pour dispositif d'éclairage ou de signalisation de véhicule et projecteur équipé d'un nouveau miroir Expired - Lifetime EP0581661B1 (fr)

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