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FR2756237A1 - Projecteur infrarouge pour vehicule automobile - Google Patents

Projecteur infrarouge pour vehicule automobile Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un projecteur pour véhicule automobile, du type comportant une source lumineuse (105), des moyens réflecteurs (100, 200) pour engendrer un faisceau de lumière concentrée à partir de la source (105), et un filtre (300) opaque au rayonnement visible et transparent au rayonnement infrarouge interposé sur le trajet du faisceau. Selon l'invention, les moyens réflecteurs (100, 200) comprennent un réflecteur de genre ellipsoïdal (100), un réflecteur de genre paraboloïdal (200), la source lumineuse (105) étant voisine du foyer interne (110) du réflecteur de genre ellipsoïdal (100), le foyer (210) du réflecteur de genre paraboloïdal étant voisin du foyer externe (120) du réflecteur de genre ellipsoïdal (100), et le filtre (300) est disposé au voisinage du foyer (210) du réflecteur de genre paraboloïdal (200). Application à la diminution du coût du filtre.

Description

La présente invention concerne les projecteurs de véhicules automobiles comportant un filtre opaque aux rayonnements visibles mais transparent aux infrarouges, notamment quand le filtre peut être déplacé par des moyens de commande.
Ces projecteurs sont habituellement utilisés en tant que projecteurs "route", dans un dispositif d'aide à la vision comportant une caméra infrarouge et un écran de visualisation.
On connaît le principe de tels dispositifs.
Lorsqu'un moyen de commutation est en position d'allumage des projecteurs de croisement, les filtres sont en position active, un rayonnement infrarouge éclaire la route au-delà du champ des faisceaux de croisement et l'ensemble caméra vidéo-écran de visualisation donne au conducteur une image infrarouge de la route éclairée. En position d'allumage des projecteurs de route, les filtres sont en position inactive. Un exemple d'un tel dispositif est donné dans le document EP-A-0 479 634.
Différents types de projecteurs destinés à cette utilisation sont déjà connus.
Il a notamment été proposé un projecteur tel que celui présenté sur la figure 1, constitué d'une source de lumière 10, d'un réflecteur de genre paraboloïdal 20, de deux filtres infrarouges 30 et 40 montés sur des axes horizontaux 50 et 60 autour desquels ils sont mobiles en rotation. Les deux filtres 30 et 40 sont commandés en rotation par un actionneur électrique 70, dont l'arbre d'entraînement 80 est relié aux filtres par l'intermédiaire d'une tringlerie 85. Dans cette disposition, les deux filtres, quand ils sont en position active, couvrent toute la surface de sortie du projecteur.
De tels projecteurs munis de filtres infrarouges présentent un inconvénient majeur.
En raison de leur prix élevé, les filtres peuvent difficilement être utilisés sur des surfaces aussi importantes que celles des ouvertures de sortie des réflecteurs.
Les formes particulières données aux filtres n' apportent pas de solution satisfaisante : les filtres cylindriques, notamment, venant se placer autour de la lampe dans le cas d'un réflecteur parabolique, ne permettent pas de faire baisser les prix car ils sont difficiles de réalisation pour les fabricants et présentent, de plus, des dangers d'un point de vue thermique pour la lampe.
Les projecteurs elliptiques à lentille, qui ont l'avantage d'avoir une pupille de sortie de petite surface, n'apporteraient pas non plus de solution satisfaisante. En effet le projecteur, utilisé pour éclairer le champ d'une caméra infrarouge, doit avoir un réflecteur de sortie permettant de modeler le faisceau en termes de photométrie, et plus précisément de lui donner une forte intensité maximale dans l'axe du véhicule, ce qui est difficile à atteindre avec un projecteur elliptique à lentille.
Un but de la présente invention est de fournir un projecteur doté d'un filtre suffisamment petit pour diminuer sensiblement les coûts de fabrication, tout en produisant un faisceau infrarouge de caractéristiques photométriques appropriées.
Dans le cas des filtres pouvant être déplacés par des moyens de commande, un second problème réside dans les temps de commutation. En effet, le passage de faisceau de route en faisceau de croisement, c'est-à-dire la mise en place des filtres sur le trajet de la lumière, ainsi que le mouvement inverse, doivent être très rapides, notamment pour éviter au maximum d'éblouir les conducteurs arrivant dans le sens opposé. L'homme de l'art sait que le délai d'occultation doit être inférieur à 0,5 secondes et qu'il dépend pour un actionneur donné, des dimensions du filtre et de l'inertie liée à son poids.
L'invention permet également d'obtenir des vitesses élevées de mise en place et de retrait du filtre.
L'invention propose à titre principal un projecteur pour véhicule automobile, du type comportant une source lumineuse, des moyens réflecteurs pour engendrer un faisceau de lumière concentrée à partir de la source, un filtre opaque au rayonnement visible et transparent au rayonnement infrarouge interposé sur le trajet du faisceau, caractérisé en ce que les moyens réflecteurs comprennent un réflecteur de genre ellipsoïdal, un réflecteur de genre parabololdal, la source lumineuse étant voisine du foyer interne du réflecteur de genre ellipsoïdal, le foyer du réflecteur de genre parabololdal étant voisin du foyer externe du réflecteur de genre ellipsoïdal, et en ce que le filtre est disposé au voisinage du foyer du réflecteur de genre paraboloïdal, sur le trajet du rayonnement après réflexion sur le réflecteur de genre ellipsoïdal et avant réflexion sur le réflecteur de genre paraboloïdal.
Selon des dispositions avantageuses, mais à caractère non-limitatif - le filtre est de forme plane, - le filtre est disposé perpendiculairement à l'axe passant par les deux foyers du réflecteur de genre ellipsoïdal, - le filtre est placé en amont ou en aval du foyer externe du réflecteur ellipsoïdal, par rapport au trajet du rayonnement, - le filtre peut être déplacé par des moyens de commande de façon à s'interposer sélectivement sur le trajet du faisceau, - ces moyens de commande sont aptes à déplacer le filtre en translation dans une direction verticale, - ces moyens de commande sont aptes à déplacer le filtre en translation dans une direction horizontale, - ces moyens de commande sont aptes à déplacer le filtre en rotation autour d'un axe vertical, - ces moyens de commande sont aptes à déplacer le filtre en rotation autour d'un axe horizontal.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 représente un projecteur selon l'art antérieur - les figures 2 et 3 représentent respectivement, en vue de dessus et en vue de face, un projecteur conforme à la présente invention, en illustrant le fait que le filtre est mobile selon une translation de direction verticale - les figures 4 et 5 représentent respectivement, en vue de dessus et en vue de face, un projecteur conforme à la présente invention, en illustrant le fait que le filtre est mobile en translation horizontale - les figures 6 et 7 représentent, respectivement en vue de dessus et en vue de face, un projecteur conforme à la présente invention, en illustrant le fait que le filtre est mobile en rotation autour d'un axe vertical - les figures 8 et 9 représentent, respectivement en vue de face et en vue de côté, un projecteur conforme à la présente invention, en illustrant le fait que le filtre est mobile en rotation autour d'un axe horizontal perpendiculaire au plan du filtre.
La structure générale du projecteur représenté sur les figures 2 à 9 comprend un réflecteur de genre ellipsoïdal 100, de foyer interne 110 et de foyer externe 120, un réflecteur de genre paraboloïdal 200 dont le foyer 210 est confondu avec le foyer externe 120 du projecteur ellipsoïdal, et une source de lumière 105 placée sur le foyer interne 110 du réflecteur de genre ellipsoïdal 100.
Les surfaces dites de genre paraboloidal et de genre ellipsoïdal sont habituellement des surfaces définies mathématiquement respectivement à partir d'un et de deux foyers, et se rapprochant respectivement d'un paraboloïde et d'un ellipsoïde.
Grâce à cette disposition les rayons émis par la source 105, après réflexion sur le réflecteur ellipsoïdal 100, se croisent au voisinage du foyer externe 120 qui est aussi le foyer 210 du réflecteur paraboloïdal 200. Les rayons lumineux arrivant sur le réflecteur paraboloïdal 200 semblent donc émis par une source de petites dimensions placée sur le foyer 210 de ce même réflecteur.
Les rayons sont donc projetés en avant du véhicule en formant un faisceau de répartition lumineuse appropriée convenant pour la fonction "route".
Comme on le voit sur les figures 2 à 9, un filtre 300 en position active est positionné au voisinage du foyer externe 120 du réflecteur ellipsoïdal 100, de telle sorte qu'il intercepte le rayonnement lumineux dans son ensemble, du fait de la concentration des rayons à cet endroit, et malgré sa taille réduite.
Selon l'invention, le filtre 300 pourra être disposé en amont, en aval, ou exactement sur le foyer externe 120, par rapport au trajet des rayons lumineux.
Sur les figures 2 à 9, le filtre est placé avant le foyer externe 120 de sorte qu'en position active, il ne se situe pas dans le champ du faisceau réfléchi par le réflecteur paraboloïdal 200. Cette disposition, comptetenu de la géométrie générale du projecteur, autorise des positions du filtre 300 voisines de la position active n'interférant avec aucun rayonnement, pouvant de ce fait être adoptées comme position inactive du filtre 300.
Dans le mode de réalisation préférentiel des figures 2 à 9, le filtre 300 est plan à faces parallèles.
Cette disposition permet de ne pas dévier les rayons lors du passage à travers le filtre, et donc de ne pas altérer la forme du faisceau. Le filtre est également perpendiculaire à l'axe passant par les deux foyers 110 et 120 du réflecteur 100, ce qui permet d'éviter au maximum d'éventuelles réflexions sur le filtre. En outre, il est décalé par rapport au foyer externe 120, ce qui évite une concentration ponctuelle de la lumière sur le filtre 300, qui pourrait le détériorer par un échauffement trop intense.
On comprend maintenant qu'un filtre correspondant à la description précédente, du fait de sa taille et de son poids réduits sera de faible coût et pourra facilement être équipé d'un dispositif de commande à mouvements très rapides.
Un premier mode de réalisation de ce dispositif est illustré sur les figures 2 et 3, où le filtre est mobile selon une translation verticale de direction V.
Dans ce mode de réalisation, le filtre peut être guidé sur un rail 400 et peut être entraîné par un actionneur électromagnétique schématiquement indiqué en 500.
Selon une variante indiquée sur les figures 4 et 5, la translation du filtre peut se faire dans une direction H horizontale.
Dans un second mode de réalisation illustré sur les figures 6 et 7, le filtre 300 est mobile en rotation autour d'un axe vertical Z. Le filtre 300 étant prolongé par un bras 610 relié, à son extrémité, à une biellette 620, il peut être commandé par un actionneur électrique tel qu'un moteur électrique 600 illustré à l'extérieur du projecteur par souci de clarté mais dans la pratique intégré au boîtier 60. L'arbre d'entraînement 640 de cet actionneur 600 induit pour cela les déplacements de la biellette 620 par l'intermédiaire d'un bras d'entraînement 630.
Selon une variante indiquée sur les figures 8 et 9, la rotation du filtre peut se faire autour d'un axe horizontal X perpendiculaire au plan du filtre. Cet axe peut également être dans le plan du filtre.
L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. Des améliorations dans la disposition des différents éléments pourront être apportées sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Projecteur pour véhicule automobile, du type comportant une source lumineuse (105), des moyens réflecteurs (100, 200) pour engendrer un faisceau de lumière concentrée à partir de la source (105), un filtre (300) opaque au rayonnement visible et transparent au rayonnement infrarouge interposé sur le trajet du faisceau, caractérisé en ce que les moyens réflecteurs (100, 200) comprennent un réflecteur de genre ellipsoïdal (100), un réflecteur de genre paraboloïdal (200), la source lumineuse (105) étant voisine du foyer interne (110) du réflecteur de genre ellipsoïdal (100), le foyer (210) du réflecteur de genre paraboloïdal étant voisin du foyer externe (120) du réflecteur de genre ellipsoïdal (100), et en ce que le filtre (300) est disposé au voisinage du foyer (210) du réflecteur de genre parabololdal (200), sur le trajet du rayonnement après réflexion sur le réflecteur de genre ellipsoïdal (100) et avant réflexion sur le réflecteur de genre parabololdal (200).
2. Projecteur pour véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre (300) est de forme plane.
3. Projecteur pour véhicule automobile selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le filtre (300) est disposé perpendiculairement à l'axe passant par les deux foyers (110, 120) du réflecteur de genre ellipsoïdal (100).
4. Projecteur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le filtre (300) est placé en amont du foyer externe (120) du réflecteur ellipsoïdal (100), par rapport au trajet du rayonnement.
5. Projecteur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le filtre (300) est placé en aval du foyer externe (120) du réflecteur ellipsoïdal (100), par rapport au trajet du rayonnement.
6. Projecteur pour véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le filtre (300) peut être déplacé par des moyens de commande de façon à s'interposer sélectivement, en position active, sur le trajet du faisceau.
7. Projecteur pour véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de commande sont aptes à déplacer le filtre en translation dans une direction verticale.
8. Projecteur pour véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de commande sont aptes à déplacer le filtre en translation dans une direction horizontale.
9. Projecteur pour véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de commande sont aptes à déplacer le filtre en rotation autour d'un axe vertical.
10. Projecteur pour véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de commande sont aptes à déplacer le filtre en rotation autour d'un axe horizontal.
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