Dispositif d'éclairage. On connaît un grand nombre de disposi tifs d'éclairage, dans lesquels une source de lumière est placée au foyer d'un réflecteur ayant la forme d'un paraboloïde de révolution dont la parabole génératrice tournerait autour d'un axe mené par son foyer et par son ori gine, dans le but de transformer une partie du flux divergent de la source en un faisceau de rayons parallèles ou s'écartant peu d'une direction médiane.
On sait encore que, par le fait que la source de lumière a toujours des dimensions finies, il est souvent inutile que la courbe génératrice de ces réflecteurs soit exactement mne parabole, cette courbe pouvant alors sans inconvénient être remplacée par une autre comme un arc de cercle. On connaît aussi de tels dispositifs dans lesquels le réflecteur est formé par une calotte d'une ampoule de lampe sphérique dont la source est située en face de ladite calotte et à la moitié du rayon, de sorte qu'une partie du flux lumineux est réfléchie sous la forme d'un faisceau de rayons pratiquement parallèles.
On sait, d'autre part, que lorsqu'on dé place une source dans un réflecteur paraboli que ordinaire perpendiculairement à l'axe de révolution et dans le plan focal, on obtient une déviation du faisceau des rayons réflé chie, de sorte que ce faiseau forme alors un angle avec l'axe de révolution du réflecteur. Les effets d'un déplacement .de la source en avant ou en arrière du foyer sont connus comme étant respectivement une convergence et une divergence des rayons réfléchis.
La présente invention a. pour but l'utilisa tion avantageuse d'une source de lumière dans des cas particuliers où le flux divergent émis par la source doit être transformé en un ou plusieurs flux de rayons comportant des rayons parallèles en proportion importante.
On sait que l'éclairement -dû à un flux divergent ,décroît très rapidement avec la -dis tance (loi -du carré), -de sorte que l'éclairement d'une rue en un point situé à égale distance de deux lampes ordinaires est très faible re lativement à la région située immédiatement sous une lampe.<B>Il</B> y a donc intérêt à augmen- ter la portée des rayons qui s'écartent le plus de la verticale en faisant en sorte que le nom bre des rayons qui sont dirigés parallèlement les uns aux autres dans une direction donnée aille en augmentant de la partie verticale du flux à la partie qui est destinée à l'éclairage le plus lointain.
La présente invention a pour objet un dis positif d'éclairage comportant au moins une source de lumière disposée dans un ré flecteur en forme de surface de révolution et de manière que des rayons provenant de points divers de cette source soient réfléchis parallèlement les uns aux autres par ledit ré flecteur. Ce dispositif est caractérisé en ce que la partie du réflecteur vis-à-vis de la quelle la source est ainsi disposée est au moins une portion d'une zone de révolution dont les bases forment un angle aigu avec les rayons qui sont réfléchis parallèlement les uns aux autres, zone entre les deux bases de laquelle la source se trouve située.
Le réflecteur est de préférence constitué par une partie argentée d'une ampoule de lampe électrique. Il peut être sphérique, c'est-à-dire engendré par un arc de cercle ou ellipsoïdal. La source peut être située en dehors de l'axe de révolution ou disposée le long de cet axe. Un réflecteur occupant une zone qui contient la source peut être associé à un autre réflecteur disposé en avant de lui. Dans ce cas, les deux réflecteurs sont, de préférence, ellipsoïdaux et ont un foyer com mun. Ils peuvent être associés encore avec un condensateur comprenant au mains un cône transparent.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, quatre formes d'exécution de l'ob jet de l'invention et deux variantes de la première.
La fig. 1 est une vue en élévation d'une lampe constituant le dispositif; La fig. 2 en est une vue en plan, les fig. 3 et 4 montrent respectivement des variantes de cette lampe, les fig. 5 à 8 sont des vues schématiques en perspective d'une deuxième forme d'exécution dont la fig. 9 montre une variante en élévation; La fig. 10 montre en élévation la troi sième forme et la fig. 11 la quatrième.
La fig. 1 montre une ampoule sphérique 1 présentant une zone la argentée, de manière qu'elle forme réflecteur pour les rayons ve nant d'une source 2 qui présente deux parties disposées sur un même diamètre de cette zone et à égale distance de l'axe 6. On a repré senté une parabole 3 dont l'arc voisin de l'o rigine est assimilable à un arc de cercle ayant même rayon que la sphère. Cette parabole a son axe 5, qui passe par son foyer et par son origine, incliné sur l'axe 6 de la zone réflec- trice et a son foyer 4 distant de l'axe 6.
On peut donc considérer une circonférence ayant pour rayon la .distance du foyer à cet axe ayant en tous ses points les mêmes propriétés que le foyer vis-à-vis des éléments du pa- raboloïde supposé divisé en une infinité de secteurs.
Les deux parties séparées de la source 2 sont disposées au voisinage de cette circonférence et entre les -deux bases de la zone engendrée, de sorte que leurs flux lumi- neux sont réfléchit en deux nappes formant deux étroits secteurs diamétralement opposés d'un manteau conique et que ses rayons for ment un angle aigu avec les bases -de la zone engendrée.
On conçoit donc que le flux total qui sort de la lampe présente .deux maximums d'intensité dans la région & l'espace occupée par ces deux faisceaux qui sont réfléchis par les parties du réflecteur les plus proches des deux sources.
Dans la fig. 3, le filament 2a présente quatre parties dans lesquelles il est le plus éclairant et qui sont disposées relativement au réflecteur -de la même manière que la par tie 2a des fig. 1 et 2.
Dans la fig. 3, les par ties les plus éclairantes, qui correspondent aux régions dans lesquelles le filament forme des hélices serrées, sont obtenues par un en roulement hélicoïdal d'axe radial, tandis que dans la fig. 4 on a représenté une forme va riante dans laquelle l'enroulement en hélice du filament est fait suivant quatre fragments d'une circonférence.
Il est évident que cette forme d'exécution se prêterait à une modification quant au nom- bre des parties éclairantes qui pourrait être trois, six ou tout autre nombre et qu'autant il y a de ces parties, autant il y a de régions fans lesquelles le flux réfléchi présente des maximums d'intensité.
Les vues en perspective des fig. 5 à 8 re présentent schématiquement une deuxième forme d'exécution dans laquelle l'enroulement en hélice du filament est fait d'une manière uniforme sur toute une circonférence, de sorte que le filament forme une couronne lu mineuse dont l'intensité est également répar tie.
Ces figures montrent les divers aspects et positions que prend l'image 7 du filament 2c vu par l'observateur par réflexion dans le réflecteur. Quand le plan de la couronne 2c forme le plus petit angle avec le plan hori zontal passant par l'#il de l'observateur, l'image 7 est vue comme sur la fig. 5. Lors que l'angle mentionné croît, l'image 7 se dé place vers le haut comme le montrent les fig. 6 et 7 pour disparaître comme le montre la fig. 8. On conçoit donc que tout autour de l'axe du réflecteur existe une nappe dont l'in tensité lumineuse est maximum à une certaine hauteur. Dans l'exemple décrit, c'est sous l'angle de la fig. 5 que la nappe sera vue avec son intensité maximum.
La fig. 9 montre une variante dans la quelle le maximum du flux lumineux se trouve amené sur le plan horizontal limitant le réflecteur ou plutôt à avoir une direction dirigée parallèlement à ce plan. Pour cela, un anneau de verre prismatique 8 a été disposé concentriquement à l'axe, de manière qu'il fasse dévier les rayons de l'angle nécessaire.
Le dispositif ou la lampe ainsi équipée pourra rendre d'utiles services dans le bali sage des côtes, par exemple.
Dans la forme représentée en fig. 10, le réflecteur est engendré par un arc d'ellipse dont les foyers sont en 9 et 10. Cet arc d'el lipse est assimilé à un arc de parabole Il dont le foyer 12 se trouve sur l'axe de révolution 6. La source 2d de lumière présente une forme générale rectiligne disposée suivant cet axe et ayant l'une de ses extrémités au foyer 12 alors que l'autre extrémité est distante du foyer 9 -de l'ellipsoïde. Cette disposition .du filament donne encore une émission de lu mière sous la forme -d'un manteau conique qui est moins incliné sur l'axe de révolution que l'axe 13 de la parabole.
On voit par l'optique représentée qu'on obtient ainsi un faisceau de rayons parallèles d'une certaine ampleur, mais que ce faisceau est dirigé obliquement tout autour de l'axe formant un anneau lumineux dont le diamètre croît avec sa distance à la source alors que son épaisseur est pratiquement constante si l'on fait abstraction des rayons non parallèles. La combinaison d'une telle lampe avec des ré- flecteurs de types différents, .coniques, sphé riques, ellipsoïdaux,
peut donner dans chaque cas un faisceau d'une nature particulière; ainsi, -dans le cas de l'emploi simultané de cette lampe avec un réflecteur conique, l'an neau lumineux se trouve supprimé; dans le cas où la lampe est combinée avec un r6flec- teur sphérique à faible courbure, le diamètre de l'anneau lumineux variera selon qu'on rapprochera. plus ou moins la lampe du ré flecteur.
Par l'emploi d'une lampe puissante en tube combinée avec un réflecteur ellipsoïdal, le tube jouerait le même rôle que le filament 2d de la fig. 10 et l'ensemble constituerait un projecteur approprié au repérage des avions, car on pourrait facilement procéder au resser rement progressif -de l'anneau lumineux dès qu'un avion aurait ,été vu dans celui-ci.
On pourrait également, -en faisant tourner une ou plusieurs sources autour de l'axe ou en en agitant une le long de cet axe, obtenir un élargissement considérable du champ éclairé, étant donné que la rétine garde un certain temps l'impression lumineuse; il suf fit donc que le mouvement soit assez rapide s'il est continu, d'une fréquence suffisante; s'il est oscillatoire, et que la puissance lumi neuse soit assez grande.
Dans la quatrième forme représentée en fig 11, le dispositif présente deux réflecteurs en ellipsoïdes -de révolution et un corps de ré volution prismatique 35 disposé de manière à recevoir les rayons réfléchis par lesdits réflec teurs. Les réflecteurs mentionnés de ce disposi tif sont constitués dans la forme représentée au dessin, par les parties argentées d'une lampe, et la source lumineuse du dispositif est le filament de la lampe, mais cette source pour rait être elle-même comprise dans une lampe entièrement transparente, disposée dans des réflecteurs ayant la forme indiquée et dispo séscomme dans la lampe représentée.
Les deux réflecteurs 27 et 28 en ellipsoïdes de révolution, qui font partie de l'ampoule 30 dont la partie antérieure 29 est transparente, se font face et ont un foyer commun 2,. L'ellipsoïde 27 est allongé, ayant son second foyer en 26, tandis que l'ellipsoïde 28 a son second foyer en 31. Les rayons issus du foyer 25 et qui frappent le réflecteur 27 sont concentrés au foyer 26, tandis que ceux d'entre eux qui frappent le réflecteur 28 sont concentrés au foyer 31.
Le bout transparent de la lampe peut être plat ou bombé extérieurement au lieu d'être creux. La parabole génératrice lla à laquelle est assimilée l'ellipse 27a a son foyer en 12a.
Si donc on place une source lumineuse 32 occupant une certaine partie, la moitié par exemple, de la distance des foyers 25 et 31, elle sera exfocalisée axialement par rapport au foyer 25 des ellipses et latéralement par rapport au foyer 12a de la parabole. Une image réelle de la soureA sera formée en 33 par l'ellipsoïde 28. L'ellipsoïde 27 réfléchira dlone les rayons d'une source ayant une lon gueur double de la source matérielle, les rayons concentrés en 33 continuant leur mar che jusque sur l'ellipsoïde 27. Ces rayons don neront lieu au même phénomène que celui qui a été décrit à propos de la fig. 10, c'est- à-dire que la surface réflectrice fonctionnera comme une portion de paraboloïde.
On peut en effet admettre que les parties différentes de la source fourniront des rayons qui seront réfléchis parallèlement les uns aux autres par des points différents du réflecteur. On ob tiendra donc dans chaque plan passant par l'axe, un ruban de rayons parallèles -et le ré sultat du phénomène dans son ensemble sera tel que si <B>ce</B> ruban de rayons parallèles tour nait sur lui-même de manière à former un cône lumineux.
On conçoit donc qu'un cône de verre transparent 35,4e même axe que le ré flecteur, placé de manière à recevoir tous les rubans -de rayons parallèles, le cône lumineux pourra être transformé en un faisceau de rayons parallèles pourvu que l'angle du -cône et l'indice de réfraction -du verre soient choisis de manière que -ce résultat soit atteint. La figure montre que las rayons parallèles 34 sont déviés de manière qu'ils deviennent pa rallèles à l'axe.
Des rayons 36 et 37 qui s'écartent le plus de la direction des rayons parallèles 34 dans un sens et dans l'autre ne forment encore en tre eux qu'un angle de 23 , de sorte qu'ils peuvent tous être recueillis.
La lampe représentée peut ainsi être avantageusement employée pour la projection et en particulier dans les appareils cinémato- graphiques. On voit, en effet, qu'il suffit :de placer au delà, du cône une lentille conver gente pour obtenir la concentration du fais ceau au foyer d'un objectif. On pourrait aussi y placer un second cône tel que 35 au lieu d'une lentille. Pour éviter des aberrations à leur sortie de l'ampoule, la partie transpa rente 29 peut faire saillie à l'intérieur, de ma nière à. présenter une surface en tous points perpendiculaire aux rayons 34.
Il est à re marquer .d'ailleurs que le corps prismatique 35 pouvant être placé en deçà du foyer, il peut contenir ce foyer à son intérieur. On pourrait également prévoir, au lieu d'un corps prismatique .de révolution, une lentille dont le centre optique et la région qui avoisine ce centre n'existeraient pas, ce qui serait une autre manière de supprimer le cône d'ombre d'une lampe ellipsoïdale. On pourrait aussi envisager un corps prismatique ou une len tille divergents placés à la sortie de l'am poule.
Cette lampe est particulièrement avanta geuse pour être associée à un condensateur parce que le faisceau qu'elle dirige sur le con densateur forme avec l'axe un angle beaucoup plus faible que celui qui provient des lampes connues dont le faisceau embrasse un angle de 90'. Il en résulte une différence considé rable de récupération lumineuse à la sortie du condensateur, cette récupération étant 10 fois supérieure. De plus, grâce au principe de la construction, on empêche le recoupement des images au second foyer 26 de la lampe, ce qui permet de disposer un corps transparent à ce foyer.
On remarque aussi que, dans tous les exemples décrits, les rayons émis par la source tombent sur le réflecteur sous des an- glesd'incidence petites, ce qui augmente aussi le rendement, indépendamment du fait que le flux capté est une très grande partie du flux total de la source.
EMI0005.0005
lie <SEP> cône <SEP> transparent. <SEP> peut <SEP> être <SEP> remplacé
<tb> par <SEP> une <SEP> lentille <SEP> sans <SEP> centre <SEP> optique, <SEP> c'est-à dire <SEP> telle <SEP> qu'engendrée <SEP> par <SEP> un <SEP> arc <SEP> de <SEP> courbe
<tb> dont <SEP> une <SEP> extrémité <SEP> s'appuie <SEP> sur <SEP> l'axe <SEP> de <SEP> ré volution <SEP> et <SEP> qui <SEP> est <SEP> dans <SEP> un <SEP> plan <SEP> comprenant
<tb> cet <SEP> axe, <SEP> mais <SEP> dont <SEP> le <SEP> centre <SEP> de <SEP> courbure <SEP> est <SEP> en
<tb> dehors <SEP> de <SEP> cet <SEP> axe <SEP> et <SEP> de <SEP> côté <SEP> opposé <SEP> audit <SEP> arc
<tb> de <SEP> courbe.