Projecteur de radiations La présente invention a pour objet un projecteur de radiations, notamment de rayons lumineux.
On utilise depuis longtemps des réflecteurs para boliques pour la projection de radiations, et notam ment de rayons lumineux, en particulier des réflec teurs dont la surface réfléchissante a la forme d'un paraboloïde de révolution au foyer duquel se trouve la source lumineuse. Cependant, cette source n'étant pas ponctuelle, étant donné la forme du réflecteur, il est difficile de sélectionner les rayons tendant à être parallèles à une direction donnée.
On connaît également des sources lumineuses du type linéaire, par exemple des tubes luminescents à décharge. On peut envisager d'utiliser ces tubes pour la projection de radiations lumineuses. D'autre part, si l'on désire projeter des radiations électromagné tiques, on utilise généralement une antenne du type linéaire. Dans un cas comme dans l'autre, mais en particulier avec des tubes luminescents, la source de radiations présente un diamètre qui n'est pas négli geable, de sorte que si l'on dispose cette source selon l'axe focal d'un miroir cylindrique à directrice para bolique par exemple, on ne peut éviter une dispersion notable du faisceau de radiations obtenu.
En outre, et spécialement lorsqu'on projette des rayons lumineux, il est désirable de pouvoir, à volonté, masquer une partie de ceux-ci sans déplacer le réflecteur ni la source. Ainsi, dans une installation de phares d'un véhicule routier, il est nécessaire de pouvoir empêcher les rayons lumineux d'éblouir le conducteur d'un autre véhicule venant en sens inverse.
Le projecteur de radiations selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une source de radia tions, un premier réflecteur conformé pour concentrer les radiations de la source sur une fente longitudinale que présente ce réflecteur,
et un second réflecteur présentant une surface cylindrique dont les directrices sont des coniques dont les foyers actifs sont sur un axe commun câincidant avec l'axe de ladite fente du premier réflecteur, de manière que les radiations émises par la source et concentrée sur cette fente viennent frapper ensuite la surface du second réflec teur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du projecteur selon l'inven tion et une variante. La fig. 1 est une coupe transversale de la pre mière forme d'exécution. Les fig. 2 et 3 en sont des vues partielles sem blables à celle de la fig. 1, montrant des volets mobiles dans d'autres positions de fonctionnement. La fig. 4 est une vue en bout. La fig. 5 est une vue frontale d'un véhicule auto mobile équipé de phares usuels à réflecteurs en forme de paraboloïde de révolution.
La fig. 6 est une vue analogue d'un véhicule automobile équipé d'un phare tel que celui représenté aux fig. 1 et 4.
La fig. 7 est une coupe partielle transversale de ladite variante. La fig. 8 est une coupe transversale de la seconde forme d'exécution.
La fig. 9 est une vue d'une partie du projecteur selon la flèche A de la fig. 8. La fig. 10 est une vue de la même partie du pro jecteur selon la flèche B de la fig. 8.
La forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 4 comprend une source de radiations lumineuses 1, de forme cylindrique et allongée, constituée par un tube luminescent à décharge. Ce tube est disposé à l'inté rieur d'un premier réflecteur 2, de manière que son axe se trouve sur l'un des axes focaux du réflecteur 2, la directrice de ce dernier étant une partie d'une ellipse dont les foyers sont indiqués en 3 et en 4.
Le réflecteur 2 a la longueur voulue pour contenir le tube 1, il est fermé à ses extrémités par des flas ques portant ce tube et il est en outre fermé vers le haut par des parois cylindriques 5 et 6 entre les quelles subsiste une fente longitudinale contenant l'axe focal 4 et s'étendant par parties égales de part et d'autre de ce dernier, la dimension transversale de la fente étant au plus égale à celle de la source. Chacune desdites parties de cette fente est susceptible d'être obturée par un volet mobile 7 respectivement 8.
Les deux volets mobiles sont articulés autour d'un axe 9 qui est également l'axe de révolution des parties de parois cylindriques 5 et 6 et des volets mobiles 7 et 8 et qui se trouve au-dessous de la paroi infé rieure elliptique du réflecteur 2. A cet effet, ils sont supportés par des bielles 10 respectivement 11 mon tées à pivotement à chacune des extrémités du réflec teur 2, autour de l'axe 9 (fig. 4).
Des bielles d'action- nement 12 et 13 sont articulées en 14 et en 15 respectivement à l'une des bielles 10 et i l corres pondantes et permettent d'actionner séparément cha cun des volets 7 et 8.
Le réflecteur 2 avec la source de radiations lumi neuses 1 et avec les volets mobiles 7 et 8 est monté sur un deuxième réflecteur 16 qui s'étend également sur une longueur au moins égale à celle du tube luminescent 1. Ledit réflecteur 2 est disposé de manière que son axe focal 4 coïncide avec l'axe focal du réflecteur 16, ce dernier ayant la forme d'un cylindre dont la directrice est une demi-parabole. Le réflecteur 16 est fermé à sa partie inférieure par deux parties planes 17 et 18,
la partie 17 se trouvant au-dessous de l'axe de la directrice parabolique et la partie 18 se trouvant sur ledit axe. Vers l'avant, le réflecteur 16 est fermé par une paroi de verre 19 sertie en 20 et 21 dans ses parois 16 et 18.
Si l'on considère un point 22 quelconque du réflecteur parabolique 16, dans un plan passant par les deux axes focaux 3 et 4 du réflecteur 2, on remarque que les rayons reçus par ce point et pro venant de la source de radiations lumineuses 1 sont compris dans l'angle 2 a sous lequel la fente limitée par les parties de parois cylindriques 5 et 6 ou par les volets 7 et 8 est vue depuis ledit point, si bien que les rayons réfléchis vers l'avant du dispositif par ledit point sont également compris dans un angle égal audit angle 2 a.
Ces conditions prévalent en tout point du réflecteur 16 placé sur la même directrice, de sorte que l'ouverture angulaire du faisceau de rayons 23, 24 représenté à la fig. 1 est aussi l'ouver ture angulaire du faisceau de rayons lumineux émis par le projecteur. En effet, le point 22 représenté à la fig. 1 se trouve dans un plan passant par les deux axes focaux 3 et 4 du réflecteur 2, comme on l'a vu, si bien que, pour toute autre position de ce point hors dudit plan, la fente subsistant entre les parois 5 et 6 ou entre les volets 7 et 8 est vue sous un angle plus petit que 2 a.
Il découle de ce qu'on vient de dire que, comme représenté aux fig. 2 et 3, et en modifiant la position du volet 7 ou des deux volets 7 et 8, on peut modifier à volonté l'angle d'ouverture du faisceau de rayons lumineux émis par le dispositif. En particulier, comme représenté à la fig. 2, à laquelle seul le volet 7 a été amené en position de fermeture, on peut empêcher le projecteur d'émettre des rayons dirigés vers le haut.
A la fig. 2, le faisceau lumineux présente un angle d'ouvertue a compris entre un plan hori zontal et parallèle au plan axial du réflecteur 16 et un plan incliné. vers le bas à partir dudit réflecteur.
Ainsi qu'on peut le voir à la fig. 3, en fermant au maximum la fente subsistant entre les volets 7 et 8, on peut réduire le faisceau de rayons lumineux envoyé par le projecteur à un très étroit pinceau horizontal.
Grâce à la conformation du premier réflecteur 2, les rayons lumineux issus de la source 1 et dont la majeure partie est émise dans des directions perpen diculaires à l'axe focal 3 sont réfléchies en direction de l'axe focal 4. En outre, une grande partie des rayons qui ne sont pas immédiatement réfléchis vers ledit axe focal et qui ne peuvent passer à travers la fente subsistant entre les parois 5 et 6 ou entre les volets 7 et 8 est réfléchie par lesdites parois ou par lesdits volets et passe finalement à travers ladite fente, cas échéant après plusieurs réflexions successives. Il s'ensuit que le rendement lumineux du projecteur est bon,
même en faisant abstraction du rendement propre de la source de radiations constituée par le tube luminescent 1.
La fig. 5 est une vue frontale d'un véhicule auto mobile équipé de phares usuels. Sur cette vue, on a indiqué en 25 les secteurs non éblouissants des réflec teurs quand on utilise un dispositif dit phare code . Le secteur supérieur renvoie la lumière horizonta lement, et le secteur inférieur ne reçoit pas de lumière. Cependant, avec une telle installation d'éclairage, les secteurs restants de chacun des phares restent éblouissants pour le conducteur d'un véhicule venant en sens inverse.
Bien au contraire, l'installa tion d'éclairage d'un véhicule automobile tel que celui représenté à la fig. 6 et comprenant un projec teur tel que celui qu'on vient de décrire ne présente aucun point éblouissant lorsque au moins le volet 7 est amené en position de fermeture, comme représenté à la fig. 2. Lorsque la chaussée est humide et que, par conséquent, des rayons lumineux réfléchis par celle-ci sont susceptibles d'éblouir le conducteur d'un véhi cule venant en sens inverse, il est préférable, lors- qu'on va croiser un véhicule venant en sens inverse, d'amener les deux volets 7 et 8 en position de fer meture, comme représenté à la fig. 3.
La fig. 7 représente une variante du dispositif représenté aux fig. 1 à 4. Dans cette variante, le réflecteur 16 subsiste mais le réflecteur 2 est rem placé par un réflecteur en deux parties 26 et 27. Ces deux parties sont mobiles l'une par rapport à l'autre autour d'un axe focal 3 du réflecteur qui coïncide avec l'axe de la source 1. En position de fermeture, la directrice de chacune des parties 26 et 27 du pre mier réflecteur est une partie d'ellipse dont les foyers se trouvent respectivement en 3 et en 4, au milieu d'une fente subsistant entre des parties de paroi trans versale 28 et 29 qui remplacent les parties de paroi 5 respectivement 6 et les volets 7 respectivement 8.
Il est évident que dans la position d'ouverture repré sentée en trait mixte, le réflecteur comprenant les parties 26 et 27 n'a plus pour axes focaux des droites passant par les points 3 et 4. Cependant, cela a moins d'importance, car, dans cette position, la fente subsistant entre les parties 28 et 29 est beaucoup plus large. Les deux parties 26 et 27 se raccordent l'une à l'autre le long d'une génératrice voisine du plan passant par les lignes focales des directrices elliptiques.
On peut concevoir un dispositif tel que celui décrit ci-dessus mais destiné à projeter des radia tions électromagnétiques. Dans une telle forme d'exé cution, la source de radiation de forme cylindrique et allongée est de préférence constituée par un conducteur. Ce conducteur présente un certain diamètre, si bien que l'utilisation d'un premier réflec teur servant à concentrer les radiations émises par la source dans une fente de sortie longitudinale est également indiquée.
Pour la transmission de certains genres de signaux, notamment pour la transmission de signaux de télévision, la largeur de la bande des fréquences transmises n'est pas négligeable par rapport à la fréquence moyenne ou à la fréquence de l'onde porteuse. Il est donc nécessaire que le dispositif émetteur soit capable de laisser passer ou d'émettre une bande de fréquences relativement large. Dans un projecteur du genre décrit ci-dessus, cette bande de fréquences est une fonction directe du diamètre du conducteur constituant la source de radiations 1 par rapport à la longueur d'onde de la fréquence moyenne ou de la fréquence de l'onde porteuse transmise.
On voit donc que le projecteur décrit permet, dans ce cas également, d'améliorer notablement les performances d'un projecteur de radiations à réflecteur en forme de cylindre parabo lique, par concentration de ces radiations au foyer dudit réflecteur, au moyen d'un premier réflecteur.
La seconde forme d'exécution du projecteur représentée aux fig. 8 à 10 comprend une source de radiations lumineuses ponctuelle 31 constituée par une ampoule électrique comprenant un filament lumineux 32. L'ampoule 31 est disposée à l'intérieur d'un premier réflecteur 33 à surface elliptico-parabo- lique, limitée vers le haut par des surfaces planes 34 et 35 entre lesquelles subsiste une fente longitu dinale. Les sections de la surface elliptico-parabo- lique par des plans perpendiculaires à la fente sont des ellipses.
Chaque ellipse présente un foyer disposé dans la surface de la fente, ces divers foyers F, F'l, F'2, ... formant donc une droite constituant l'axe de la fente longitudinale. Les autres foyers des ellipses F, Fl, Fz ... sont placés sur une parabole de sommet F (fig. 9).
Un des sommets de chaque ellipse se trouve sur une parabole de sommet S, située dans le même plan que la droite F, F'l, F'2 et que la parabole F, Fl, F2, la droite et les deux paraboles ayant deux points communs.
Les essais montrent que les rayons émanant du centre de la source et frappant la surface du réflec teur sont réfléchis sur la fente et dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de celle-ci. L'ampoule 31 est disposée de manière que le centre de la source occupe précisément le foyer F. En con séquence, les rayons émanant de F sont renvoyés vers le haut du premier réflecteur perpendiculaire ment à la fente.
La fente entre les surfaces 34 et 35 s'étend sur une largeur égale de part et d'autre du plan de symé trie du réflecteur 33 passant par le filament 32. Chacune de ces parties est susceptible d'être obturée plus ou moins complètement par un volet mobile 36 ou 37.
Le réflecteur 33 est monté sur un second réflec teur 38 qui s'étend sur une longueur au moins égale à celle du réflecteur 33. Le réflecteur 38 présente une surface cylindrique à directrices paraboliques, dont les génératrices sont parallèles à l'axe de la fente du premier réflecteur. Les deux réflecteurs sont montés de manière que cet axe coïncide avec l'axe focal de la surface du réflecteur 38.
En conséquence, les radiations émises par la source et concentrées dans la surface de la fente viennent frapper le second réflecteur. Ce dernier est fermé à sa partie inférieure par une surface 39 et à sa partie avant par une paroi de verre 40 sertie dans la paroi cylindrique et dans la paroi 39.
Si l'on considère un point 41 du réflecteur 38 dans le plan contenant les foyers F, Fl, F2 ... et F', F'l, F'12 ... (fig. 8), on peut voir que les rayons reçus par ce point et provenant de la source 32 de radiations lumineuses sont compris dans un angle 2 a, si bien que les rayons réfléchis vers l'avant du réflec teur 38 sont également compris dans cet angle 2a. Ces conditions sont les mêmes pour tous les points du réflecteur 3 8 placés sur la même génératrice que le point 41.
Il s'ensuit que l'ouverture du faisceau lumineux émis par le projecteur est égal à 2 a. Pour tout autre point du réflecteur 38, l'angle du faisceau émis est inférieur à 2 a.
En modifiant la position des volets 36 et 37, on peut modifier à volonté l'angle d'ouverture du fais ceau de rayons lumineux émis par le projecteur. Si le volet 36 est déplacé de manière que son bord vienne sur l'axe de la fente, on supprime tous les rayons compris dans l'angle a supérieur (fig. 8). On supprime de même les rayons compris dans l'angle a. inférieur en fermant le volet 37 de manière que son bord coïncide avec l'axe de la fente. En fermant les deux volets symétriquement de manière à limiter considérablement la surface de la fente, on réduit le faisceau lumineux émis par le projecteur à un étroit pinceau horizontal.
L'un ou l'autre des volets 36, 37 peut être déplacé de manière que son bord limitant la fente se trouve entre l'autre bord de cette fente et l'axe focal du second réflecteur. Les volets peuvent aussi être liés l'un à l'autre de façon à permettre d'effectuer un balayage par déplacement de la fente de sortie du premier réflecteur.
On a constaté qu'il était utile de pouvoir déplacer la fente subsistant entre les volets de part et d'autre de l'axe focal du second réflecteur. Ce faisant, on modifie l'inclinaison du plan médian du faisceau lumineux issu du second réflecteur et, dans l'appli cation particulière à l'éclairage d'un véhicule auto mobile, cela permet de conserver l'inclinaison voulue du plan médian du faisceau lumineux envoyé par les phares du véhicule, par exemple de compenser l'effet d'une charge variable de l'arrière du véhicule sur l'inclinaison dudit faisceau lumineux ou d'éclairer la route à la distance désirée, même lorsqu'on passe sur un dos d'âne ou dans un creux.
Lorsque ladite fente de sortie est étroite, il est nécessaire de pouvoir amener le bord d'un volet limitant cette fente entre l'autre bord de la fente et l'axe focal du second réflec teur, afin d'obtenir une variation d'amplitude suffi sante de la position du plan médian du faisceau de radiations réfléchi par le second réflecteur. En consé- quence,
le dispositif peut être agencé de manière qu'au moins un des volets mobiles limitant la fente de sortie du premier réflecteur soit susceptible d'être amené dans une position telle que son bord limitant ladite fente se trouve entre l'autre bord de cette fente et l'axe focal du second réflecteur.
On comprendra qu'on peut construire un méca nisme d'actionnement des volets permettant, à volonté, de modifier le degré d'ouverture de la fente de sortie du premier réflecteur sans modifier l'inclinaison du plan médian du faisceau de rayons réfléchi par le second réflecteur, et de modifier l'inclinaison dudit plan médian sans modifier le degré d'ouverture de ladite fente de sortie.
Alternativement, les deux volets pourraient aussi être accouplés l'un à l'autre, de façon à permettre d'effectuer un balayage par déplacement de la fente de sortie du premier réflecteur. Un dispositif ainsi construit pourrait notamment être utile dans une installation de radar, pour assurer le balayage d'un secteur déterminé et d'ouverture angulaire limitée.
Dans une variante non représentée de la seconde forme d'exécution décrite, le premier réflecteur peut présenter une surface elliptico-hyperbolique. Dans ce cas, les rayons sont réfléchis non plus perpendicu- lairement, mais obliquement par rapport à la fente. Il est évident que le premier réflecteur 2 de la première forme d'exécution décrite peut être limité vers le haut par des surfaces planes, et le premier réflecteur 33 de la seconde forme d'exécution par une surface cylindrique.
Enfin, le premier réflecteur peut être constitué par la source de lumière elle- même sous forme d'une ampoule présentant la sur face décrite, cette dernière étant métallisée sauf au niveau de la fente par laquelle passe la lumière.