Appareil optique d'éclairage. La présente invention concerne un appa reil optique d'éclairage du type comportant au moins une surface réfléchissante destinée à condenser la lumière émise par une source lumineuse.
Dans l'appareil selon l'invention, ladite surface réfléchissante est constituée par une surface extérieure d'au moins un bloc trans parent, le tout. étant disposé die façon que la réflexion de la lumière se produise à l'inté rieur du bloc.
Grâce à cette disposition, les surfaces ré- fléchissantes ne sont pas affectées par les con ditions atmosphériques et peuvent conserver en permanence une grande efficacité.
La matière constituant le bloc transparent est. de préférence la matière plastique de mar- clue Perspex .
L'invention s'applique notamment aux si gnaux lumineux utilisés dans les chemins de ter ou à d'antres usages analogues; dans ces signaux, la. lumière fournie par une lampe électrique doit être concentrée et projetée sui vant un faisceau à rayons sensiblement paral lèles ou suivant un faisceau conique, de ma nière que les rayons lumineux ou une sur face éclairée par ceux-ci soient. visibles dans tout l'espace compris dans un angle de vision déterminé à partir de l'axe de projection;
la présente invention permet d'atteindre ce but de manière particulièrement efficace et pra tique. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, sept formes d'exécution de l'ap pareil suivant l'invention.
Les fig. 1, 2, 3, 4 ,et 5 sont. des vues sché matiques représentant. en élévation latérale avec coupe partielle, suivant leur axe optique, divers appareils optiques destinés aux signaux de chemin de fer ou à d'autres usages ana- logues.
La fig. 6 est une vue schématique de face du système optique -de la fig. 5.
Les fig. 7 et 8 représentent schématique ment en élévation latérale, avec coupe par tielle, deux autres appareils optiques analo gues à. celui de la fig. 3.
Si on considère d'abord la. fig. 1, on voit que la source lumineuse est, constituée par une lampe électrique à incandescence 1 enga gée dans une cavité 2; creusée au sommet d'un bloc 3 du produit de marque Perspex , ayant la forme d'un paraboldide plein; le fila ment. 4 -de la lampe est placé au foyer -1u paraboloi:d.e dont l'axe: coïncide avec l'axe de projection désiré.
Les rayons lumineux émis par le filament de la lampe pénètrent dans-le bloc, atteignent la. face externe du paraboldide et. se réfléchis sent totalement sur -cette face pour former un faisceau sensiblement parallèle ou concentré, comme l'indiquent les lignes en pointillé et les flèches. Pour utiliser les rayons émis, eLz arrière du bloc, 3, un réflecteur hémisphéri que 5 est disposé derrière la lampe 1 avec son centre de courbure placé sur le filament de celle-ci.
Etant donné que ce bloc paraboloïde 3 a une longueur axiale limitée, un cône central et axial de rayons lumineux provenant de la source traverse le bloc sans subir de réflexion; dans le but de concentrer une partie de ces rayons en un faisceau sensiblement parallèle, on peut prévoir une lentille 6 disposée, comme on le voit sur la fig. 2, sur la face frontale 7 du bloc ou près de cette surface, la lentille 6 faisant de préférence partie inté grante du bloc 3, comme c'est le cas à la <U>fi-,</U> ''.
Suivant la. fig. 3, le bloc transparent est constitué par des paraboloïdes creux en forme de coupes en coquilles, 3a., 3b, <I>3c, 3d</I> logés coaxialement les uns dans les autres; la lu mière pénétrant par les extrémités adjacentes des différents éléments du corps transpa rent est réfléchie totalement par là face externe de chaque élément de façon à. être projetée suivant. des faisceaux creux et sensi blement cylindriques, comme l'indiquent. les lignes en pointillé et les flèches.
L'angle ati sommet. du cône central constitué par les rayons émis directement par le filament de la lampe 4- et ne subissant pas de réflexion est considérablement réduit dans cette forme d'exécution. On peut, si on le désire, concen trer tune partie des rayons lumineux de -ce cône central en utilisant une lentille centrale comme dans le cas de la<U>fi-.</U> 2 ou encore un noyau central 8 en forme de paraboloïde qui réalise la concentration de ces rayons par ré flexion intérieure.
On petit. obtenir un faisceau coloré en eo- lorant l'une au moins des faces d'entrée et de sortie du bloc transparent ou la. matière cons- tituant ce bloc ou en utilisant des écrans co lorés placés soit. devant, soit. derrière le bloc transparent.
Les appareils décrits plus haut sont con- çus pour projeter un faisceau de rayons lu mineux sensiblement parallèles à partir d'une source lumineuse concentrée telle qu'un fila ment de lampe électrique; les dispositifs de ce genre sont particulièrement intéressants pour la réalisation des signaux de chemins de fer du type à longue portée appelés aussi pro jecteurs , dont le signal doit être visible < i une distance relativement grande et dans un angle de vision relativement. réduit.
La présente invention peut cependant être appliquée également. aux appareils optiques d'éclairage du type dans lequel une surface doit être éclairée brillamment et uniformé ment, de manière à, être visible dans un large angle de vision, comme e'est le cas dans les signaux dits à. courte portée.
Dans un appareil de ce type, conforme à l'invention, et. représenté à. la. fig. I le bloc transparent est. composé d'éléments creux 9d, 9b, 9c, 9d en forme de paraboloïdes et logés les uns à l'intérieur des autres, le bloc e@a interposé entre la surface à éclairer et la source lumineuse.
Celle-ci petit consister, comme dans la fig. 4, en une lampe électri que à. incandescence 1 dont l'ampoule peut être transparente, dépolie ou opalescente; de toutes façons, les éléments 9a., 9b, etc., com posant le bloc transparent, ont des formes et des dimensions telles que les rayons lumineux émis par la lampe sont réfléchis plusieurs fois sur les surfaces des éléments qui dirigent ainsi les rayons vers la surface à. éclairer.
On peut aussi avoir une surface opales cente ou dépolie interposée entre la lampe et le bloc transparent et. réalisée soit par un écran distinct, soit par la face d'entrée même du bloc de projection 3.
La partie centrale du bloc composite est constituée par un noyau 10 du produit de marque Perspex en forme de paraboloïde, qui complète par réflexion interne le plein éclairement de la surface, celle-ci pouvant être réalisée sous la forme d'un couvercle de verre (non représenté) avant une forme len- ticulaire ou prismatique.
Cette surface à éclai rer petit être constituée par la face même de sortie du bloc transparent, face qui est. alors dépolie ou opalescente, ou par un écran dé poli.
Dans la. forme d'exécution représentée eaux fig. 5 et 6, le bloc transparent. composite, dont la surface extérieure affecte la forme d'un paraboloïde, est. composé de segments 1.1 assemblés entre eux comme les lames d'un col lecteur de dynamo, chaque segment. ayant en coupe la forme d'un coin. Le bloc transparent est ainsi subdivisé en plans radiaux et les.
rayons lumineux pénétrant dans chaque seg ment 11, du côté de la lampe 1, sont réfléchis plusieurs fois à l'intérieur du segment, et en sortent pour éclairer le couvercle de verre constituant. le signal ou toute autre surface analogue se trouvant à L'autre extrémité du bloc transparent.
Comme dans les formes d'exécution dé crites précédemment, la partie centrale du bloc est constituée par un noyau 12 ayant la forme d'un paraboloïde.
Dans d'autres formes d'exécution pouvant convenir aussi bien aux signaux à longue por tée qu'aux signaux à. courte portée, le bloc transparent composite est. constitué par une feuille du produit de marque Perspex ou d'une matière analogue enroulée en spirale de manière à former un paraboloïde, l'épais seur de la feuille variant transversalement.
Le bloc transparent peut. également être formé d'un faisceau de tiges de section trans versale biseautée, recourbées et. assemblées d e manière à former un paraboloïde, chaque tige formant un canal de guidage servant à con duire les rayons lumineux de la source à. l'ex trémité opposée du corps transparent par r-3- flexion interne se produisant à l'intérieur des tiges.
Dans L'appareil optique de signalisation (le la fig. 7, on. voit que le paraboloïde 13 est constitué comme dans les fig. 3 ou 4, la sur face frontale 14 du bloc 13 ayant. cependant une forme concave dans le but de supprimer l'effet connu sous le nom d' < effet fantôme et selon lequel un faisceau lumineux puissant frappant un phare ou un signal lumineux non éclairé produit l'effet virtuel d'appari tion. d'un signal. On peut aussi à. cet effet munir la. face de sortie du bloc transparent d'un écran transparent incliné.
L'appareil représenté sur la. fig. 7 com porte aussi des dispositifs fournissant un feu arrière; une tige ou bloc 15 du produit de marque Perspex est montée dans le boîtier du signal au-dessus de la lampe 1, dans une position telle que l'extrémité intérieure 16 de cette tige, extrémité qui est inclinée à 4â par rapport à l'axe horizontal de la tige, soit placée verticalement au-dessus du filament 4 de la lampe.
L'extrémité opposée 17 de la tige 15 est perpendiculaire à l'axe horizontal de celle-ci, dont les surfaces, à l'exception de la face 17 et d'une partie 18 de la surface infé rieure, sont entourées par un boîtier 19 qui empêche toute lumière extérieure au dispo- sitif de pénétrer .dans la tige. Toutes les sur- faces de la tige 15 sont parfaitement polies de manière à permettre la réflexion interne, à l'exception de la face d'extrémité 17 qui est de préférence rugueuse ou traitée de manière à augmenter la dispersion de la lumière.
La face d'extrémité 17 de la tige 15 est dis posée en face d'une ouverture 20 du boîtier 21 du signal. Il est évident que les rayons lumineux émis par le filament 4 de la lampe et traversant la partie 18 de la tige 15 se réfléchissent intérieurement sur la face,.d'ex- trémité 16 et sur les autres surfaces inté- rieures de la tige, pour éclairer l'extrémité 17, comme l'indiquent les lignes pointillées et les flèches.
Puisque la tige 15 peut être montée rela- tivenrent près de la lampe 1, on obtient un éclairement suffisamment brillant de la sur face d'extrémité 17, qui apparaît comme -an feu arrière à travers l'ouverture 20.
Dans L'appareil modifié de la fig. 8,- les deux faces d'extrémité intérieure et extérieure 16 et 7.7 de la. tige 15 sont perpendiculaires à l'axe horizontal de cette tige, axe qui passe par le filament 4 de la lampe.
Un réflecteur annulaire 22, dont la sur face réfléchissante a. la forme d'un ellipsoïde ayant l'un de ses foyers sur le filament de la lampe 4, est disposé autour du bloc transpa rent 13 du système optique antérieur, l'autre foyer du réflecteur 22 se trouvant en un point 23 intérieur à la tige 15.
Les rayons lumineux provenant du fila ment 4 de la lampe sont ainsi concentrés au foyer 23 et viennent éclairer, par réflexion interne, la face d'extrémité 17 de la tige 15, qui disperse la lumière.
Un écran opaque 24 est interposé entre la lampe 1 et la tige 15, dans le but d'empêcher la lumière du jour de pénétrer par l'ouver ture 20 et de produire un signal à travers le bloc 13.
Bien que dans les dispositifs décrits et re présentés ci-dessus, le bloc transparent ait la forme d'un paraboloïde soit plein, soit com posé de coquilles ou coupes enfilées les unes dans les autres, on comprend que dans cer tains cas le bloc transparent puisse avoir (a forme d'un ellipsoïde, d'un hyperboloïde ou même d'un cône, et puisse être composé de coquilles ou coupes ayant l'une quelconque de ces formes géométriques.
Le bloc transparent n'est pas forcément un corps de révolution, il peut notamment avoir des sections paraboliques, elliptiques ou hyperboliques, dans les plans perpendiculaires à son axe optique.