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"PROJECTEUR POUR L'ECLAIRAGE NON EBLOUISSANT DE ROUTES"
La présente invention est relative aux projecteurs pour l'éclairage non éblouissant de routes, chaussées ou ana.logues, et se rapporte tant aux réverbères stationnaires installés le long de routes , chaussées, etc.., qu'aux phares montés à bord de véhicules.
L'éclairage d'une route automobile doit être complètement non éblouissant pour le conducteur, c'est-à-dire que les pro- jecteurs ne doivent pas envoyer de lumière éblouissante au-delà
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d'une certaine hauteur et, latéralement, au-delà d'une direction déterminée. Il y a donc lieu de veiller à ce que la lunière 'présente une coupure nette à partir du plan limite. Les projec- teurs usuels ne remplissent cette condition que d'une manière imparfaite. Le développement dans l'espace du corps lumineux, par exemple du filament lumineux de la lampe à incandescence , s'oppose à une coupure nette du flux lumineux.
Les différents rayons vecteurs d'un miroir parabolique par exemple, qui augmentent déjà dans un rapport de 1:2 depuis la distance focale au sommet, jusqu'au paramètre, ne permettent jamais de réaliser une coupure nette à la périphérie du cône de disper- sion, de sorte que la transition de l'obscurité complète à la plus grande clarté a lieu dans un angle qui ne permet pas de réaliser un non éblouissement parfait avec les longues portée d'éclairement actuellement exigées dans les projecteurs.
De plus, la tendance dominante dans la construction de routes automobiles et une augmentation notable de la vitesse des véhicules sur dea parcours rectilignes permettant une bonne visibilité, impose de nouvelles exigences à la construction des projecteurs d'automobiles. On constate la nécessité de créer un projecteur de grande portée, qui projetterait sur la surface de la route un pinceau à coupure nettement délimitée vers' le haut. Dans ce cas,et tout en assurant la meilleure utilisation possible de la source lumineuse, l'intensité de la lumière doit augmenter avec le. distance, tandis que la valeur de l'angle couvert par le faisceau est en rapport inverse de la distance.
Suivant l'invention, et en s'écartant des principes suivis jusqu'à présent dans la construction de projecteurs, il n'est plus question de produire un faisceau lumineux de conver- gence appropriée uniquement a l'aide d'une lentille disposée à
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proximité de la source lumineuse, mais on procède en produisait, à l'aide de lentilles de condensateur, une surface brillante vue depuis une lentille à grande longueur focale, dp telle manière que la surface lumineuse obtenue dans le condensateur soit reproduite avec netteté dans l'espace extérieur. Dans ce mode de réalisation, il est possible, en interposant des écrans devant la surface lumineuse du condensateur, de réaliser la coupure voulue du faisceau lumineux vers le haut ou vers le côté.
Pour résoudre l'autre problème, à savoir, l'obtention de faisceaux lumineux dont la brillance augmente avec l'éloignement de la source lumineuse et dont l'angle limite est en rapport inverse avec cette distance, l'invention prévoit l'emploi, dans le condensateur, de plusieurs lentilles ou fragments de lentilles dans lesquels la longueur focale et le diamètre croissent d'une lentille à l'autre.
Fig. 1 montre un mode de réalisation de l'objet de l'in- vention. 1 désigne la source lumineuse; 2, un miroir sohérique prvu pour permettre l'utilisation des rayons dirigés vers l'arrière; 3, une lentille de condensateur, dont la longueur focale est courte au possible. La surface lumineuse créée car cette lentille est reproduite par la lentille de projection 7.
On obtiant ainsiun faisceau lumineux de grande intensité et à coupure nette, et qui, grâce à sa position relativoment à l'axe optique, est projeté sur la surface de la route en un point très distant du projecteur de l'automobile.
Au-dessus de la source lumineuse se trouve un miroir 6 incliné suivant un angle approprié, et qui réfléchit vers l'avant la lumière partant vers le haut depuis la source lumi- neuse. De ce fait, la source lumineuse, vue depuis les autres parties du condensateur, apparaît en 15. Une partie du flux
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lumineux partant de l'image réfléchie de la source lumineuse est interceptée par le segment de lentille 4. La longueur focale du segment 4 est supérieure à clle de la lentille 3.
Le restant de la lumière partant de 15 est intercepté par le fraient de lentille 5 qui, comparativement aux lentilles 3 et 4, possède la plus grande distance focale.
Les positions relatives des parties 3,4 et 5 sont telles que, vues depuis la lentille 7,ces parties représentent une surface brillante sans solution de continuité. Cette surface correspond approximativement au schéma représenté dans la Fig.
3.
On peut améliorer le fonctionnement du dispositif en rem- plaçant la lentille 3 par un système représenté schématiquement en plan dans la Fig. 2.
Outre la source lumineuse 1, le miroir sphérique 2 et la lentille 3, ce dernier système comporte encore deux autres lentilles 31 et 32 avec les miroirs respectifs 21 et 22. Les deux lentilles latérales donnent naissance, tout comme la lentille 3, à deux autres faisceuz de rayons qui présentent toutefois une forte divergence latérale. Ces faisceaux laté- raux sont interceptés par deux Drisses 10 à réflexion total.? ou par deux miroirs plans et sont dirigés vers la lentille de projection 7, tout comme le faisceau de la lentille médiane.
La Fig. 3 montre comment SI'! présente l'ensemble du système condensateur vu depuis la lentille 7. 5 est la surface brillan- te que forme en apparence la lentille 5; 4 est la surface brillante, plus petite mais de plus grande intensité que la précédents (et correspond à la lentille 4); 3 est la surface ayant la plus grande intensité-et qui correspond à la lentille 3 dont la distance focale est la plus courte. A côté de la surface 3, on obtient deux autres taches brillantes provenant
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des prismes 10.
Toutefois, ces trois taches brillantes sont séparées par les intervalles obscurs 14 provenant des angles d'ombre. Cepen- dant, on peut obtenir une surface brillante uniforme lorsque, au lieu de prévoir un seul système comme celui montré dans la Fig. 2, on en prévoit deux, ou bien lorsqu'on compose la len- tille 7 des deux parties de lentilles dont les centres sont légèrement distants l'un de l'autre. De cette façon, on peut exactement décaler les surfaces alternantes claires et obscures, de manière à obtenir une surface lumineuse sans solution de continuité.
Afin d'obtenir un éclairement uniforme et sans solution de continuité, par la superposition de deux cônes lumineux pro- duits par un tel dispositif et constitués par des zones claires et obscures, il est nécessaire que les largeurs des faisceaux lumineux individuels et des intervalles soient exactement identiques et, par conséquent, les miroirs ou les prismes doi- vent être disposés très près des lentilles du condensateur. Il en résulte diverses difficultés, notamment lors de l'assemblage ou du nettoyage du dispositif. En outre, on éprouve des diffi- cultés à placer la source lumineuse exactement dans la position voulue.
Ces difficultés sont aplanies grâce au fait que les len- tilles et, éventuellement, les miroirs concaves, qui entourent la source lumineuse à la manière d'une couronne, sont assemblés de façon à former une pièce unique qui peut être facilement retirée du dispositif..Quant à la source lumineuse, elle peut être solidaire de la dite pièce, de manière à pouvoir être enlevée ensemble avec celle-ci, ou bien elle peut être soli- daire de la partie du dispositif qui supporte les prismes, ce qui est préférable dans de nombreux cas.
Après enlèvement do la
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dite pièce formant ensemble unique, on peut accéder facilement à la source lumineuse, de sorte que, non seulement on peut enlever ou replacer cette dernière sans difficulté, mais il est également possible de procéder à son centrage, par exemple en projetant une image de la source lumineuse pn un endroit déterminé, au moyen d'une lentille disposée d'une manière appro- priée.
Les Fig. 4, 5 et 6 montrent un exemple d'exécution d'un tel dispositif, respectivement en élévation, en plan et en vue latérale. Sur la plaque de base 17 se trouvent fixés les prismes de réflexion 10 et la source lumineuse 1. La source lumineuse est entourée par les lentilles à faible longueur focale 3, 31 et 32, qui sont disposées en demi-cercle. Ce déni- cercle forme, avec le demi-cercle complémentaire constitué par le miroir sphérique 2, 21, 22, un cercle complet.
Afin d'éviter que la lumière réfléchie par les niroirs 2, 22, 21 ne traverse le corps lumineux, il est préférable que les centres de courbure 16 de ces miroirs soient écartés laté- ralement d'une légère distance par rapport à la source lumi- neuse .
Canne montré dans la Fig. 5, la distance entre les doux lentilles de projection latérales 31,32 et les prismes de réflexion 10,est très réduite. De même, l'espace compris à l'intérieur des prismes et des miroirs concaves est presque entièrement rempli par le corps en verre qui entoure la source lumineuse.
En avant du système qui vient d'être décrit, on prévoit uniquement les écrans 14 disposés dans le plan focal de la lentille de projecteun 7. Cette lentile est constituée par deux parties dont les centres sont écartés d'une distance égale à la largeur des écrans 14 ou à celle, identique, des inter-
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vallée entre ces écrans.
Comme montre dans les Fig. 7 et 8, les lentille-3, 31 et 32 at les miroirs concaves 2, 21 et 22, sont disposés dans le petit ensemble 18, de telle manière que ce dernier peut être enlevé par le haut de la partie restante du système. Lorsque l'ensemble est enlevé, les prismes et la source lumineuse, ainsi que les lentilles du condensateur et les miroirs concaves sont facilement accessibles en vue du nettoyage ou du centrage.
Dans le cas où la source lumineuse est également soli- daire du dit ensemble, elle peut être à son tour fixée amovi- blement dans ce dernier, de manière à rendre accessible la source lumineuse et les faces internes des lentilles et des miroirs creux, aux fins de nettoyage.
Etant donné qu'à la suite des dispositions décrites, le schéma représenté dans la Fig. 3 se compose d'une surface rectangulaire d'intensité lumineuse maximum et à coupure nette, à, laquelle viennent se superposer sans solution de continuité deux autres surfaces lumineuses plus grandes et de brillance progressivement décroissante, la lentille 7 projettera la partie 5 de la surface brillante à une faible distance devant le phare du véhicule et sous forme d'un champ éclairé de grande largeur et d'un éclat moyen; ensuite, la lentille 7 projettera, en partant de la surface 4 de la Fig. 3, une surface éclairée qui constitue le prolongement, sans solution de continuité, de la première surface susmentionnée, et qui présente un angle de divergence plus faible et un plus grand éclat;
finalement, la lentille 7 projettera à grande distance le rectangle de grande brillance, de pouvoir éclairant correspondant et à coupure nette vers les bords,fourni par les surfaces 10 et 3. Par conséquent, l'invention établit un phare d'automobile qui réunit la meilleure utilisation possible de la source lumineuse,
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à une coupure nette du cône lumineux et à une répertition de brillance conforme aux exigences modernes.
Plus partieulière- ment, et grâce à la coupure nette du faisceau destiné à l'éclai- rement à grande distance et qui, sur le trajet entre le phare et l'objet éclairé, détermine la.limite supérieure du faisceau de rayons total, on obtient que le conducteur se trcuve cons- tannent au-dessus de ce faisceau. Paonséquent, le regard du conducteur devra seulement traverser une mince couche nébuleuse éclairée, tandis que la plus grande partie de la distance entre l'oeil et l'objet éclairé est exempte de lumière parasite, ceci précisément du fait que le faisceau supérieur du cône lumineux est à coupure extrêmement nette.
Les modifications de la position du véhicule, par exemple celles qui peuvent résulter d'une charge plus fort qur l'es- sieu arrière, peuvent parfois avoir pour effet un relèvement de la limite supérieure du cône lumineux d'une quantité tpllp qu'un usager de la route venant An sens inverse pourrait s'en trouver ébloui. De même, lors de la traversée d'un terrain accidenté, par exemple lorsque le véhicule se trouvp en côte, le cône lumineux se relève d'une quantité susceptible dp pro- voquer un éblouissement, tandis que, dans la traversée de dépressions du terrain, le projecteur .l'éclaire que sur une faible distance.
Pour parer à ces inconvénients, on peut placer devant la lentille 3 un volet ou un écran jaune 8, qui peut être inter- posé dans le trajet des rayons lumineux ou enlevé de celui-ci à volonté, pendant la marche, à l'aide d'un dispositif approprié, par exemple un levier 9. Cette disposition présente en outre l'avantage que, sur mauvaises routes,sur lesquelles la voiture pst cahotée au point que le faisceau lumineux est par moments trop relevé, on peut, pour éviter tout éblouissement, occlure
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plus ou moins vers le haut le cône lumineux à l'aide du diaphrag- me ou de l'écran jaune,
Il est particulièrement avantageux de pouvoir manoeuvrer l'écran depuis le siège du conducteur.
Comme la limite supérieu- re du cône lumineux est parfaitement reconnaissable, le con- ducteur est à même de veiller à ce que cette limite soit tou- jours située au-dessous de la hauteur des yeux des conducteurs venant en sens inverse; pour la simplicité, il réglera de préférence cette limite supérieure de façon qu'elle se trouve toujours au-dessous du niveau des projecteurs des voitures venant en sens inverse.
De même, lors de la traversée de terrains accidentés, la limite supérieure du cône lumineux sortant du projecteur peut être maintenue à hauteur du sommet de l'élévation du terrain, de sorte qu'on évite également un éblouissement des conducteurs venant en sens inverse,par la lumière passant au-delà du sommet de la dénivellation, tandis que pendant la traversée de dépressions du terrain, le cône peut être relevé d'une quantité suffisante pour permettre l'éclairement sur une distance suffisamment longue.
Ce réglage de la limite supérieure du'faisceau lumineux suffit entièrement pour supprimer tout éblouissement, de sorte quetout diaphregmege fastidieux devient superflu. Outre la limite supérieure du cône lumineux, on peut également régler la limite latérale de celui-ci au moyen d'un écran mobile, de sorte que le conducteur peut limiter latéra.lement le cône lumineux de ses projecteurs, d'une manière permanente ou au moment du croisement, de façon à éviter l'éblouissement de personnes venant en sens inverse.
Ensuite, il y a lieu de veiller particulièrement à ce que la limite supérieure du cône lumineux du côté situé plus près des véhicules venant en sens inverse, c'est-à-dire,- en Allemagne
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et dans les autres pays où le roulage se fait à droite,- du côté gauche, se trouve au-dessous du niveau des yeux des personnes venant en sens inverse. Toutefois, la courbure de la surface de la route a dans certains cas pour effetde relever légèrement le cône lumineux de ce côté précisément, en raison de la position oblique du véhicule.
Pour éviter cet inconvénient, l'invention prévoit que la limite supérieure du cône lumineux suivra non pas un plan horizontal,. mais sera légèrement inclinée vers la gauche, ce qui peut être obtenu soit par rotation du système condensateur, avec rotation simultanée de la lentille de projection subdivi- sée, soit en disposant devant le condensateur, dans le -clan focal de la lentille de projection, un écran qui masquerait le système condensateur de telle manière que le côté gauche supérieur de la section rectangulaire du faisceau lumineux projeté au loin se trouverait coupé.
La Fig. 9 montre le deuxième de ces deux derniers odes de réalisation; le système condensateur est représenté tel qu'il est vu.depuis la lentille de projection, pour autant qu'il soit destiné à produire de la lumière éclairant à dis- tance, conformément à la Fig. 3. L'écran 11 a pour effet dp couper un coin de la surface brillante produite par le système condensateur. Par conséquent, le coin supérieur gauche du cône de projection est amputé.
Dans les pays où l'on roule à gauche, il y aura évidenment lieu de couper le coin supérieur droit du faisceau lumineux.
A cet effet, l'écran sera disposé de manière à être facilememt retourné, afin de permettre une adaptation lors du passage d'une frontière.
Lorsque, dans l'exécution de la présente invention, on va jusqu'aux dimensions qui, lers des essais, se sont révéler
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comme particulièrement appropriées, par exemple jusqu'aux ouverture relative, c'est-à-dire un rapport de la longueur focale de la lentille 7 à son diamètre, de 5 :1, il n'est pas toujours facile de loger le système dans un boîtier fermé. On décrira donc dans la suite deux dispositions qui permettent de résoudre le problème d'une manière particulièrement favorable.
La première possibilité de montage consiste à disposer la len- tille frontale dans un dégagement approprié prévu latéralement au radiateur ou dans une partie du capot conformée en consé- quence, et de fixer le système condensateur directement au ta- blier, de sorte que le trajet des rayons depuis la source lumineuse jusqu'à la lentille frontale se passe sous le capot.
Dans ce mode d'exécution, représenté dans la Fig. 10, on a la possibilité de rendre réglable l'angle d'inclinaison du flux lumineux par rapport à l'axe du véhicule. A cet effet, on pré- voit la fixation du système condensateur 3 et de la source lumineuse 1 sur une plaque de base 40 dont une partie à rayon de courbure approprié coulisse sur une surface 42 de même courbure, qui peut. être fixée derrière le tableau de bord et le tablier. Lorsque la surface coulissante 41 est conformée de telle manière que son centre de courbure coïncide avec le centre de la lentille frontale 7, il est possible, par un dé- placement du système condensateur vers le haut, de rabattre le faisceau lumineux du projecteur.
Grâce à la prévision de dis- positifs connus en soi, tels que, par exemple, rails de guida- ge, vis de serrage 44, tiges de levage, ou analogues, on peut toujours réaliser une exécution facile du déplacement voulu et une détermination, avec une exactitudo suffisante, des dif- férentes positions du système condensateur.
Pour les cas où le montage du système sous le capot ne paraît pas réalisable, on prévoit le montage de ce système dans
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un boîtier propre dans lequel, comme montré dans la Fig. 11, et pour réaliser une longueur totale moins élevée, le système condensateur 3 est disposé au-dessous de la lentille front-:,le 7, les rayons venant du système condensateur étant réfléchis vers la lentille frontale par un miroir 50 monté en face de ces deux optiques. Dans ce mode d'exécution, il est possible, par un faible déplacement du miroir réfléchissant, d'obtenir une inclinaison plus ou moins accentuée du faisceau lumineux sur l'horizontale.
Ici également, le déplacement du système condensateur ou la manoeuvre du miroir réfléchissant peut être effectuée depuis le siège du conducteur, ce qui permet d'obte- nir les mêmes avantages que ceux exposés relativement au ré- glage de l'écran 8.
Outre le déplacement du cône lumineux du projecteur dans un sens vertical, on peut également réaliser un déplacement de -le cône dans le sens horizontal, par un déplacement du systéme condensateur ou par une manoeuvre du miroir réfléchissant. Ceci permet d'adapter l'épanouissement horizontal du cône lumineux à la largeur de la routede manière que, même dans le cas d'une route de grande largeur, les bords de celle-ci se trou- vent encore dans la zone éclairée par le projecteur, mais que, dans le cas de routes étroites, la lumière soit concentrée sur la route sans éclairer des bandes inutilement larges en debors de la route.
Dans les virages, il est parfois désirable de pouvoir dévier le cône lumineux des deux projecteurs ou de l'un d'eux tout au moins, dans la direction de la courbe. A cet ef- fet, les décalages des systèmes condensateurs ou les déplace- mente des miroirs réfléchissants, dans les deux phares, peuvent avoir lieu à volonté, c'est-à-dire soit dans le même sens, soit dans des sens opposés, soit s'effectuer d'une manière indé- pendante pour chacun des projecteurs.
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Afin de simplifier au possible la manoeuvre de réglage du cône lumineux ou des écrans, de façon que l'usager puisse l'effectuer sans que son attention soit détournée de la condui- te du véhicule, cette manoeuvre se fera utilement par degrés et An plusieurs degrés déterminés, par exemple par un bouton poussoir ou une pédale, de telle manière que, lorsque le conducteur constate que le cône lumineux est trop relevé ou trop rabattu, il puisse, moyennant une pression sur le bouton ou un actionnement de la pédale, relever ou abaisser d'un degré le cône lumineux ou sa limite supérieure, sans avoir à prêter attention à la quantité dont ce cône ou sa limite supérieure doit être relevée ou abaissée.
Si le conducteur remarque qu'un premier actionnement du dispositif de commande ne suffit pas encore pour produire le résultat voulu, il actionne ce dispo- sitif une deuxième, et, éventuellement, une troisième fois. Ce réglage par degrés s'applique évidemment aussi au décalage latéral du cône lumineux ou à la manoeuvre des écrans latéraux.
Lorsque ce décalage latéral doit avoir lieu de telle manière que, dans les virages, le cône lumineux soit dévié dans la direction de la courbe, la manoeuvre de déviation du raycn peut être rendue dépendante de l'actionnement de l'indicateur de direction, par exemple, de telle façon que la déclenchement de l'indicateur de droite ou de gauche ait pour effet d'accou- pler le phare du côtécorrespondant avec une pédale dont l'ac- tionnement produirait une déviation plus ou moins importante, vers l'extérieur, du cône lumineux du phare en question, tandis que le rabattement de l'indicateur aurait pour effet un retour du cône lumineux à sa'position de repos.
Il va de soi que,'grâce à un verre coloré qu'on peut dis- poser par exemple devant la lentille 7, il est possible d'adap- ter la coloration de la lumière aux conditions atmosphériques,
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de la, manière connue en soi, par exemple par l'emplei 1. 'une coloration jaune en cas de brouillard, épais.