FR2800152A1 - Projecteur de vehicule a miroir collecteur - Google Patents

Abstract

Le projecteur pour véhicule comporte une source de rayonnement (2), un collecteur (4) pour concentrer un faisceau de la source, et un miroir de renvoi (6) pour réfléchir un faisceau du collecteur. Le collecteur (4) est agencé, en lui-même, pour concentrer les rayons de la source (2) en une zone (18) généralement linéaire allongée, le miroir de renvoi (6) présentant des foyers formant un ensemble allongé et disposé généralement suivant cette zone.Application notamment pour un projecteur infrarouge.

Description

L'invention concerne les projecteurs pour véhicule automobile et notamment les projecteurs aptes à émettre un rayonnement infrarouge.

On connaît d'après le document FR-2 743 un projecteur pour véhicule automobile apte à emettre un rayonnement blanc et infrarouge et comportant à cette fin un filtre adapté. Le projecteur comporte un miroir collecteur en forme d'ellipsoïde à un foyer duquel s'étend la source. I1 comporte un miroir de renvoi en forme de paraboloïde dont le foyer coïncide avec un autre foyer de l'ellipsoïde. Aussi, les rayons émis par la source sont-ils réfléchis par le collecteur jusqu'au foyer du miroir de renvoi, lequel émet en retour un faisceau à rayons parallèles entre eux qui convient pour la fonction projecteur.

Toutefois, la quantité de rayons passant par le foyer est telle qu'un filtre infrarouge place au foyer ne résiste pas à la chaleur dégagée. Or si on eloigne le filtre du foyer, il faut augmenter la surface filtre, ce qui rend son coût dissuasif.

Un but de l'invention est de fournir un projecteur d'un type différent, autorisant éventuellement d'utiliser un filtre infrarouge peu coûteux.

En vue de la réalisation de ce but, prévoit selon l'invention un projecteur pour véhicule, comportant une source de rayonnement, un collecteur pour concentrer un faisceau de la source, miroir de renvoi pour réfléchir un faisceau du collecteur, dans lequel le collecteur est agencé, en -même, pour concentrer les rayons de la source en une zone généralement linéaire allongée, le miroir renvoi présentant des foyers formant un ensemble longé et disposé généralement suivant cette zone. Ce projecteur a notamment pour avantage qu'on peut disposer un filtre infrarouge de forme allongée au voisinage de la zone des foyers. Cette zone étant étroite, le coût du filtre est faible. Toutefois, la zone est suffisamment longue pour éviter un echauffement du filtre.

Dans un agencement selon le document -2 774 743, pour que le miroir de renvoi reçoive (et donc réfléchisse) toute la lumière émanant du collecteur, il est nécessaire que le miroir de renvoi une hauteur importante. Or, en matière de style automobile, on préfère en général que cette hauteur soit plus faible possible. Le projecteur, dont seul le miroir de renvoi est visible, a alors une forme dite en boîte à lettres . Dans ce cas, une partie importante de la lumière réfléchie vers le miroir de renvoi, dont le faisceau a une forme plutôt circulaire, est tronquée et perdue.

De plus, pour que le projecteur fournisse des images aussi petites que possible, on préfère donner au miroir de renvoi une forte longueur dans le plan horizontal. En outre, on souhaite que la distance focale du paraboloïde de renvoi soit aussi grande que possible, faute de quoi le projecteur a un volume important et est plus difficile à loger sur le véhicule.

Un autre but de cette invention est de fournir un projecteur pouvant avoir un miroir de renvoi de hauteur faible et de grande longueur, tout en donnant au projecteur un volume général peu important, et permettant éventuellement d'utiliser un filtre infra rouge peu coûteux.

En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un projecteur pour véhicule, comportant une source de lumière, et un miroir agencé pour réflechir un faisceau de la source, dans lequel miroir comporte au moins une surface définie par paraboles ayant des sommets respectifs en appui sur une ellipse dont la source occupe un premier foyer, inscrites dans des plans perpendiculaires au plan l'ellipse et passant par un même point.

Ainsi, le miroir collecteur délivre un faisceau faiblement divergent suivant la direction verticale, voire collimaté suivant la direction verticale. On peut donc ici encore disposer sur ladite zone un filtre infrarouge peu coûteux. De plus, il est donc possible d'associer à ce miroir un miroir de renvoi de faible hauteur, longueur importante et de forte distance focale en obtenant un faisceau émergeant satisfaisant. Le projecteur peut donc avoir une forme en boîte aux lettres un volume total peu important.

Avantageusement, les paraboles sont telles que les rayons la source sont réfléchis par cette surface en étant inscrits dans des plans parallèles entre eux.

Ainsi, le faisceau réfléchi par le miroir collecteur est collimaté suivant la direction verticale. Avantageusement, les paraboles sont telles que rayons refléchis sont inscrits dans des plans parallèles au plan l'ellipse.

Avantageusement, le plan de l'ellipse horizontal.

Avantageusement, la source comporte un filament d'axe rectiligne et perpendiculaire au grand axe l'ellipse.

Ainsi, on réduit encore la divergence verticale faisceau. Pour cela, on pourra utiliser une lampe a filament transverse montée par le fond du miroir collecteur ou une lampe à filament axial montée latéralement. Avantageusement, le point est un deuxième foyer de l'ellipse.

Ainsi, on peut disposer ' ce point ou au voisinage de ce point un filtre infrarouge qui intercepte tout le faisceau provenant du collecteur. Comme la surface du filtre peut être réduite, on réduit le coût du filtre dont le prix par unité de surface est pourtant élevé.

Avantageusement, le miroir comporte deux desdites surfaces, les surfaces s'étendant de part et d'autre du plan de l'ellipse.

Ainsi, on peut prévoir surfaces pour orienter les faisceaux qu'elles réfléchissent indépendamment l'un de l'autre. Par exemple, on pourra orienter les deux faisceaux de sorte que le faisceau total émergeant du projecteur soit plus important en partie supérieure qu'en partie inférieure du faisceau.

Avantageusement, les paraboles des deux surfaces sont inscrites dans les mêmes plans respectifs. Avantageusement, l'une surfaces est telle que dans chacun des plans contenant deux paraboles desdites surfaces respectives et passant par un filament de la source, le foyer de la parabole associé à cette surface s'étend en avant d'un centre la source par référence à un axe de l'ellipse, et l'autre surface est telle que dans chacun de ces plans, le foyer de la parabole associé à cette autre surface s'étend en arrière du centre de la source par référence à cet axe.

on obtient ainsi un faisceau global plus important sur l'une des parties supérieure ou inférieure du faisceau.

Avantageusement, le miroir étant un miroir collecteur, le projecteur comporte un miroir de renvoi agencé pour réfléchir le faisceau réfléchi par le miroir collecteur. Avantageusement, le miroir de renvoi comporte une surface profilée suivant un axe et présentant perpendiculairement à cet axe des sections au moins localement paraboliques.

Avantageusement, les sections paraboliques ont foyers respectifs définissant une droite passant ledit point.

Avantageusement, la surface du miroir de renvoi une surface de Fresnel.

Ainsi, on réduit encore la longueur du miroir renvoi, ce qui diminue le volume du projecteur sans altérer les images.

Avantageusement, le miroir de renvoi comporte une surface en forme de paraboloïde dont la source occupe foyer.

Ainsi, cette partie du miroir de renvoi réfléchit directement des rayons émis par la source, sans l'intermédiaire du miroir collecteur. L'intensité faisceau global s'en trouve augmentée.

Avantageusement, il comporte un filtre apte a retenir une partie du rayonnement de la source situee dans le visible et à transmettre au moins une partie rayonnement de la source située dans l'infrarouge.

Avantageusement, le filtre occupe ledit point. Ainsi, le filtre peut avoir une petite surface, ce qui réduit son prix.

Avantageusement, le filtre est allonge perpendiculairement au plan de l'ellipse. Avantageusement, le projecteur est apte à émettre un rayonnement blanc ayant une intensité inférieure a 2000 Cd et un rayonnement infrarouge ayant une intensite supérieure à 25 W/sr.

D'autres caractéristiques et avantages l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation 'et variantes donnés à titre d'exemples non limitatifs. dessins annexés - la figure 1 est une vue en perspective de principe d'un projecteur selon un mode préféré de réalisation l'invention ; - figures 2 et 3 sont des vues respectives de face et dessus du projecteur de la figure 1 ; - figures 4 et 5 sont des vues en coupe collecteur de la figure 1 dans des plans verticaux horizontaux ; - figures 6 et 7 sont des vues en perspective et dessus du collecteur de la figure 1 ; - figure 8 est une vue fonctionnelle en coupe horizontale du projecteur de la figure 1 ; - figure 9 est une vue de dessus illustrant variante de réalisation du projecteur ; et - figures 10 et 11 sont des vues en coupes verticale et horizontale d'un collecteur d'un projecteur selon autre variante de l'invention.

En référence aux figures 1 à 3 dans le mode préféré de réalisation de l'invention, le projecteur comporte une source lumineuse 2, un miroir collecteur 4 et miroir de renvoi 6. Pour la clarté de la représentation, deux miroirs 4 et 6 ont été illustrés sans épaisseur sachant, bien entendu, qu'ils présentent en fait epaisseur. On va tout d'abord décrire en détail miroir collecteur 2.

Dans la suite , on utilise un repère à trois axes et Z dans lequel les axes X et Y sont horizontaux 'axe Z est vertical. L'axe X correspond à direction longitudinale du véhicule et l'axe Y à sa direction transversale. En référence aux figures 6 et 7, le collecteur 4 présente une plus grande section horizontale (qui est sa section horizontale médiane) en forme d'ellipse formée très précisément par un peu moins qu'une moitie d'ellipse. Le grand axe 14 de l'ellipse est incliné rapport aux axes X et Y. Cette section est illustrée a la figure 5. Cette ellipse 8 comporte deux foyers F1 et F2. La source 2 est ici disposée avec son centre au foyer F1. I1 s'agit en l'espèce d'une lampe à filament axial 12 montée latéralement à travers un orifice latéral 10 du collecteur 4. Le filament 12 s'étend dans le plan de l'ellipse, perpendiculairement à son grand axe 14. Dans le plan médian horizontal du collecteur, les rayons émis par la source 2 sont donc réfléchis le collecteur 4 en direction du foyer F2 comme illustre à la figure 5.

Au plan géométrique, la surface du collecteur 4 genérée au moyen de l'ellipse 8. Cette surface est ici definie par l'ensemble des paraboles 16 d'axe horizontal ayant un sommet S s'appuyant sur l'ellipse 8 inscrites dans des plans verticaux passant par le foyer . La surface du collecteur 4 est définie lorsque parabole 16 parcourt l'ellipse 8. L'une des paraboles illustrée à la figure 4, en coupe verticale donc.

Les paraboles 16 se coupent en fait suivant une droite verticale 18 perpendiculaire au grand axe fférentes paraboles 16 et les plans P dans lesquels les sont inscrites, ont été illustrés aux figures 6 . Chacune des paraboles 16 présente un foyer Fp. foyers Fp forment une courbe qui n'a pas été illustree qui est inscrite dans le plan de l'ellipse 8. Aucun foyers Fp n'est confondu avec les foyers F1 et F2 foyers Fp sont choisis de sorte que chaque rayon emis par la source 2 et venant frapper le collecteur 4 est réflechi en coupant la droite 18 et en étant inscrit dans un plan horizontal. Les rayons sont donc tous horizontaux. Ils forment au niveau de la droite 18 une lame lumineuse.

Ainsi définie sous l'angle fonctionnel, cette surface collecteur 4 est entièrement déterminée. peut par ailleurs la définir par ses équations dans repère Y et Z. Les équations qui la définissent été formulées sur les pages suivantes.

celles-ci, 2a est la longueur du grand axe l'ellipse, 2b celle de son petit axe et 2c la distance entre foyers F1 et F2. X, Y et Z sont coordonnees d'un point quelconque de la surface. Xo sont les coordonnées du sommet S sur l'ellipse associé a ce point quelconque.

Les deux paramètres ajustables de ces équations sont xo (coordonnée selon l'axe des X du point S) Z hauteur point observé sur la surface.

La surface définie par les paraboles est prolongee vers l'avant du collecteur par une surface formant bord du collecteur et de forme essentiellement cylindrique.

En référence aux figures 1 à 3, le miroir de renvoi a une forme profilée suivant la direction verticale section horizontale, le profil peut avoir une forme parabole ayant un foyer situé sur la droite Toutefois, pour réduire l'encombrement, on préfere modifier une telle surface pour en faire une surface Fresnel. La surface du miroir de renvoi 6 est donc formée de différentes facettes chacune continue suivant direction verticale. Les facettes sont séparées frontières verticales, et sont discontinues les unes rapport aux autres. Chaque facette a une forme profilée suivant l'axe vertical Z, le profil en section horizontale étant une parabole dont le foyer est sur droite 18 et forme l'intersection de cette droite avec plan horizontal considéré. Le profil parabolique choisi pour réfléchir les rayons provenant de cette droite parallèlement les uns aux autres et parallèlement a l'axe X.

En référence notamment à la figure 8, le projecteur fonctionne donc de la façon suivante. Chaque rayon de source 2, centrée sur le foyer F1, est émis au voisinage de ce foyer. I1 est réfléchi par le collecteur suivant la construction de celui-ci, en direction de droite 18 ou de son voisinage, et dans un plan horizontal ou sensiblement horizontal. Passant ainsi les foyers du miroir de renvoi 6, il est réfléchi par ce dernier suivant la direction de l'axe X ou sensiblement suivant celle-ci.

Au voisinage de la droite 18 ou sur celle-ci, le faisceau est concentré suivant la direction horizontale mais étalé suivant la direction verticale (tout en étant collimaté à l'égard de celle-ci). La concentration d'énergie par unité de surface est donc relativement faible à cet endroit. On peut donc disposer le long de la droite 18 ou au voisinage de celle-ci un filtre 20 sans craindre que la chaleur n'altère ce filtre. Le filtre a une forme générale plate rectangulaire. Le filtre est disposé de sorte que son épaisseur soit placée dans la direction du grand axe 14. plus grande dimension du filtre est sa hauteur suivant l'axe Z. Il est relativement étroit parallèlement au petit axe de l'ellipse. Le filtre 20 est agencé pour retenir une grande partie du rayonnement visible de la source 2 tout en laissant passer la plus grande partie rayonnement infrarouge. Une lampe ville 22, à filament 24, est disposée dans le réflecteur 4 en étant décalée par rapport au grand axe 14 et à la droite 1 . Cette lampe 22 est choisie pour compenser les fuites dans le rouge dues à la lampe 2 et au filtre 20, en noyant ces fuites dans un autre faisceau visible pour produire un faisceau visible de couleur admissible au plan reglementaire. Ainsi, le projecteur sera par exemple apte à émettre un rayonnement blanc ayant une intensité inférieure à 2000 Cd, et de préférence de l'ordre de Cd, et un rayonnement infrarouge ayant une intensite supérieure à 25 W/sr tout en étant admissible au plan réglementaire pour la fonction projecteur. éléments complémentaires sur le choix des lampes 22 et du filtre 20 pour l'obtention d'un tel résultat sont connus en eux-mêmes, notamment du document FR-2 77 743.

Dans une variante de réalisation illustrée à la figure 9, on pourra prévoir qu'au moins une surface 28 du miroir de renvoi 6, par exemple la surface la plus éloignée de la source 2, est formée par un paraboloïde révolution) directement focalisé sur centre du filament 12 et agencé pour réfléchir les faisceaux qu'il emet, directement suivant l'axe X. Un agencement augmente l'intensité du faisceau total emergeant du projecteur. Plus précisément, il augmente intensité au centre du faisceau, qui correspond à l'éclairage le plus lointain, c'est-à-dire environ à 250 m de distance. Dans certaines conditions, les faisceaux associes à cette surface peuvent eux aussi traverser filtre infrarouge 20.

D'une façon générale, le projecteur selon invention pourra comprendre un collecteur 4 qui renvoie les rayons de la source sans collimater totalement suivant la direction verticale. suffira le collecteur réfléchisse un faisceau divergence reduite dans la direction verticale.

De plus, le collecteur 4 pourra comprendre au moins deux surfaces définies par des paraboles telles que precitées, ces surfaces reposant sur definitions geométriques différentes l'une de l'autre. Ainsi, dans variante des figures 10 et 11, le collecteur 4 est formé par deux surfaces supérieure 4a et inferieure 4b separées par l'ellipse 8 et s'étendant part et autre de celle-ci. Pour chaque surface inferieure et supérieure, les plans portant les paraboles se coupent encore suivant la droite 18. De plus, chaque plan vertical contenant cette droite et coupant les surfaces et 4b inclut une parabole 16a, 16b de chaque surface. plus, pour ceux de ces plans passant par filament, dans la surface supérieure 4a, les foyers Fa des paraboles 16a sont placés devant le centre filament 12 par référence au grand axe 14 de l'ellipse. Au contraire, dans la surface inférieure 4b, les foyers Fb paraboles 16b sont placés derrière le centre du filament 12 par référence à ce même axe. On peut réaliser les deux surfaces 4a et 4b afin qu'elles soient en continuité l'une avec l'autre de sorte que le miroir 4 est lisse à leur frontière. Dans cette variante, faisceau de chaque surface inférieure et supérieure faiblement divergent suivant la direction verticale. plus, il est orienté en majorité vers le haut. faisceau global émergeant du projecteur sera lui aussi globalement plus intense en partie haute qu'en partie basse.

Bien entendu, on pourra apporter de nombreuses modifications à l'invention sans sortir du cadre celle-ci.

pourra prévoir que les plans P portant paraboles se coupent ailleurs que sur le foyer F2. pourra prévoir que le filtre 20 est mobile afin que projecteur puisse fournir à volonté un faisceau normal non filtré.

Claims (1)

REVENDICATIONS . Projecteur pour véhicule, comportant - une source de rayonnement (2) ; - un collecteur (4) pour concentrer un faisceau de la source ; et - un miroir de renvoi (6) pour réfléchir un faisceau du collecteur, caractérisé en ce que le collecteur (4) est agencé, en lui-meme, pour concentrer les rayons de la source (2) en une zone (18) généralement linéaire allongée, miroir de renvoi (6) présentant des foyers formant un ensemble allongé et disposé généralement suivant cette zone. 2. Projecteur selon la revendication 1, caracterisé en ce le collecteur comporte au moins une surface définie par des paraboles (16 ; 16a, 16b) ayant des sommets respectifs (S) en appui sur une ellipse 8) dont la source (2) occupe un premier foyer (F1), et inscrites dans plans (P) perpendiculaires au plan de 1 ellipse et passant par un même point (F2). Projecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce les paraboles (16) sont telles que rayons de la source (2) sont réfléchis par cette surface (4) en étant inscrits dans des plans parallèles entre eux. . Projecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les paraboles (16) sont telles que rayons réfléchis sont inscrits dans des plans paralleles au plan l'ellipse (8). Projecteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que plan de l'ellipse (8) est horizontal. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que source (2) comporte un filament (12) d'axe rectiligne et perpendiculaire au grand axe (14) de l'ellipse 7. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que point (F2) est un deuxième foyer de l'ellipse (8). 8. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce le collecteur (4) comporte deux desdites surfaces 4b), les surfaces s'étendant de part et d'autre plan de l'ellipse (8) . 9. Projecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les paraboles (16a, 16b) des deux surfaces (4a, 4b) sont inscrites dans les mêmes plans respectifs (P). Projecteur selon la revendication 9, caracterisé en ce que l'une (4a) des surfaces telle que dans chacun des plans contenant deux paraboles (16a, 16b) desdites surfaces respectives et passant un filament de la source, le foyer (Fa) de parabole (16a) associé à cette surface (4a) s'étend en avant un centre de la source (2) par référence à un (14 de l'ellipse, et l'autre surface (4b) est telle que dans chacun de ces plans, le foyer (Fb) de la parabole (16) associe à cette autre surface (4b) s'étend arrière du centre de la source (2) par référence à cet 14).

1 . Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que miroir de renvoi (6) comporte une surface profilée suivant un axe et présentant perpendiculairement à axe des sections au moins localement paraboliques. Projecteur selon la revendication il, caracterisé en ce que les sections paraboliques ont des foyers respectifs définissant une droite passant par ledit point (F2). 13. Projecteur selon l'une quelconque revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la surface du miroir de renvoi (6) est une surface de Fresnel. 14. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le miroir de renvoi (6) comporte une surface (28) en forme de paraboloïde dont la source (2) occupe le foyer. 15. Projecteur selon l'une quelconque revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte un filtre (20) apte à retenir une partie du rayonnement la source (2) située dans le visible et à transmettre moins une partie du rayonnement de la source situee dans l'infrarouge. 16. Projecteur selon les revendications 2 et caractérisé en ce que le filtre (20) occupe ledit point 17. Projecteur selon la revendication 2 et selon l'une quelconque des revendications 15 ou caractérisé en ce que le filtre (20) est allongé perpendiculairement au plan de l'ellipse (8). 18. Projecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le projecteur est apte à émettre un rayonnement blanc ayant une intensité inférieure à 2000 Cd et un rayonnement infrarouge ayant une intensité supérieure à 25 W/sr.