CH522169A - Réflecteur de projection et de réception de radiations - Google Patents

Description

  
 



  Réflecteur de projection et de réception de radiations
 La présente invention a pour objet un réflecteur de projection et de réception de radiations, par exemple un projecteur de lumière. Son but est de fournir un réflecteur permettant d'obtenir des plages d'éclairement (dans le cas d'une radiation lumineuse) de formes diverses et bien délimitées que les réflecteurs connus ne permettent pas d'obtenir.



   Le réflecteur faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une surface réfléchissante dont les sections par des plans passant par un point commun situé dans un plan de référence et coupant le plan de référence selon une série de droites sont des coniques constituant un premier système, les sommets de ces coniques étant situés respectivement sur des coniques constituant un second système placées dans des plans perpendiculaires au plan de référence et passant par le point commun, les coniques du premier système découpant sur lesdites droites des cordes de même longueur et perpendiculaires aux axes de ces coniques, un des foyers d'une des coniques du premier système étant un foyer commun aux coniques du second système, la disposition étant telle que les radiations émises ou reçues par ce foyer, après ou avant avoir été renvoyée par le réflecteur,

   coupent des plans passant respectivement par les cordes et faisant avec le plan de référence des angles dièdres semblables, les traces des radiations sur ces plans étant des coniques de même espèce que les coniques du premier système, chacune de ces traces, étant produites par la radiation correspondant à une des coniques du premier système et admettant la même corde que celle-ci dans le plan de référence le sommet de chacune de ces traces étant le deuxième foyer d'une conique du second système.



   Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution du réflecteur objet de l'invention.



   La fig. 1 est une vue de face montrant les caractéristiques géométriques de la première forme d'exécution.



   La fig. 2 est une vue de bout correspondant à la fig. 1.



   La fig. 3 est une vue en plan correspondant à la fig. 1.



   La fig. 4 est une vue en perspective de cette forme d'exécution.



   La fig. 5 montre l'application du réflecteur à l'éclairage d'une route dans un virage.



   La fig. 6 est une vue de la seconde forme d'exécution, et
 la fig. 7 montre la plage d'éclairage du réflecteur de la fig. 6.



   Le réflecteur représenté aux fig. 1 à 4 comprend une surface réfléchissante définie géométriquement de la façon suivante.



   Considérons un plan P et dans ce plan un point O par lequel passe un axe YY' perpendiculaire au plan P.



  Dans ce plan traçons deux axes perpendiculaires entre eux XX' et ZZ' passant par le point O. Ces axes peuvent subir une rotation autour du point O en prenant chroniquement et respectivement les positions XlX'1,
X2X'2,... XnX'n et   Zip'1,    Z2Z'2,... ZnZ'n (fig. 3).



  Un segment AB sur l'axe XX', dont le point O constitue le point milieu, se déplace de la même façon en   Arbi,   
A2B2, .... AnBn.



   On choisit sur l'axe YY' deux points S et F, S étant le sommet d'une conique C passant par A et B, d'axe SFO situé sur YY', F étant un foyer de cette conique et AOB une de ses cordes perpendiculaires à son axe. Cette conique est située dans un plan Q perpendiculaire à P et contenant les axes XX' et YY'.



   Dans un plan R contenant les axes ZZ' et YY', par conséquent perpendiculaire à XX', traçons une seconde  conique D dont S est   l'un    des points et F un des foyers.



  L'axe principal de cette conique situé dans le plan R passe par un deuxième foyer F'.



   Ces deux coniques C et D sont les coniques maîtresses de deux systèmes de coniques, les coniques de chaque système étant de même espèce c'est-à-dire qu'on aura dans un système que des ellipses, ou que des paraboles, etc., les deux systèmes combinés constituant une surface réfléchissante réalisée de la manière décrite ci-après et dont chaque point renvoie suivant certaines règles la radiation émanant du foyer F ou devant y être dirigée.



   Dans la forme d'exécution décrite, la courbe maîtresse C du premier système est une parabole de sommet   S,    de foyer F et d'axe SFO, passant par A et B et admettant AB comme corde perpendiculaire à l'axe SFO en O sur YY'. La courbe maîtresse D du second système est une ellipse de foyers F et F', située dans le plan R et passant par S.



   Dans le premier système, envisageons en dehors de la surface réfléchissante une parabole AF'B de corde AOB commune avec celle de la parabole C. Cette parabole est située dans un plan T perpendiculaire au plan R (fig. 2).



   On peut montrer que les rayons de la radiation émanant du foyer F et frappant la parabole C sont renvoyés parallèlement entre eux sur la parabole AF'B constituant une trace G sur le plan T et passent respectivement dans des plans perpendiculaires à XX', le second foyer
F' de l'ellipse D constituant le sommet de la parabole
AF'B.



   Donnons maintenant à tout l'ensemble un mouvement de rotation autour de l'axe YY', les points O, F et S de cet axe ainsi que le plan P restant fixes. Par sa rotation autour de YY', L'ellipse D donne des ellipses qui ont toutes le même foyer F mais des foyers F'1, F'2,... F'n différents qui sont disposés sur une circonférence passant par le foyer F' de   ellipse    D et située dans un plan perpendiculaire à YY' (fig. 2). Au fur et à mesure de cette rotation, traçons des paraboles C1, C2,... Cn dont les sommets S1, S2,...Sn se déplacent sur l'ellipse D en rotation, de façon synchrone avec la rotation de l'ensemble.



  Ces sommets se trouvent donc sur les ellipses dérivant de la rotation de l'ellipse D. Ces sommets S, S1, S2,... Sn sont sur une courbe représentée aux fig. 1 à 4. Les points   Al    et B1, A2 et B2,... An et Bn sont placés respectivement sur les axes XlX'l, X2X'2,... XnX'n.



   Le plan T suit le mouvement de rotation de la parabole AF'B et se trouve ainsi déplacé successivement dans des plans T1, T2,... Tn qui contiennent respectivement des paraboles AlF'lBl, A2F'2B2,... AnF'nBn dont les sommets F'1, F'2,... F'n sont les foyers des ellipses obtenus par la rotation de l'ellipse D.



   Un rayon partant du foyer F et tombant sur le sommet Sn, par exemple, est renvoyé sur le second foyer
F'n de l'ellipse correspondante. Une surface horizontale placée au-dessous du réflecteur et parallèle au plan P (fig. 3) est éclairée par des dièdres lumineux partant des paraboles AF'B, AlF'lBl,... AnF'nBn sur lesquelles la lumière provenant du foyer F est concentrée. On obtient ainsi une plage éclairée courbe. En réglant le synchronisme entre la rotation de l'ellipse D et le déplacement du sommet S sur l'ellipse tournante (en S1, S2,... Sn), on peut déterminer les paraboles ASB,   AlSlBl,...    AnSnBn
 définissant le réflecteur et déterminer la courbure de la plage éclairée.



   Pour toutes les paraboles comprises dans la surface réfléchissante, la radiation envoyée ou reçue par le foyer
F et passant par les points de chacune de ces paraboles, passe dans chaque cas par la trace parabolique correspondante et de même corde. Entre ces deux courbes, les rayons de la radiation sont parallèles entre eux.   I1    en est de même au-delà de la trace.



   Dans le cas de rayons lumineux émanant du foyer F, les rayons frappant une des paraboles du réflecteur sont renvoyés parallèlement entre eux vers la trace parabolique correspondante et continuent de la même façon au-delà de cette trace. S'ils frappent un plan perpendiculaire à YY', on obtient une ligne lumineuse courbe.



   A chaque parabole du réflecteur correspond sur le plan une trace lumineuse. Comme toutes les paraboles du réflecteur sont infiniment rapprochées, il en est de même de ces traces lumineuses sur le plan de projection, ces traces constituant donc une plage éclairée continue et allongée dans le sens des axes ZZ',   ZlZ'l,    Z2Z'2,...



  ZnZ'n. Du fait de la forme incurvée du réflecteur, la plage prend une forme incurvée, fonction de la façon dont le réflecteur est conçu. Dans le sens latéral, la plage est relativement étroite du fait du parallélisme des rayons. Elle est plus ou moins large du fait de la grandeur du réflecteur ainsi que du volume de la source lumineuse.



   Le réflecteur décrit peut être utilisé, par exemple, pour l'éclairage d'un virage d'une autoroute (fig. 5) comprenant deux voies de circulation 1 et 2 parallèles séparées par une berme centrale 3, la circulation dans la voie 1 étant en sens inverse de celle dans la voie 2.



   L'éclairage le long de la voie intérieure 2 risque de déborder sur la voie extérieure 1 et causer de ce fait un certain éblouissement. On peut y remédier en créant une plage éclairée courbe adaptée à la voie de circulation intéressée et qui peut être obtenue avec le réflecteur décrit. Le réflecteur placé à l'entrée du virage (voie 2), au lieu de donner une plage d'éclairage présentant un axe 4, donne une plage éclairée d'axe courbe 5 épousant la courbe du virage.



   On a vu que, dans des réflecteurs décrits, les rayons renvoyés par une des paraboles constituant la surface réfléchissante sont parallèles entre eux. Ceux provenant de la parabole au sommet d'un réflecteur sont renvoyés sur la plage au droit dudit réflecteur et ceux des paraboles constituant le bord de la surface réfléchissante sont renvoyés aux extrémités de la plage.



   On peut construire des réflecteurs donnant des éclairages divers: longs, courts, droits, courbes à droite ou à gauche, de manière qu'on puisse assembler des demi
 surfaces réfléchissantes deux à deux au choix et obtenir ainsi une série de combinaisons et de plages d'éclairage
 diverses.

 

   Le réflecteur de la fig. 6 est dissymétrique et convient
 notamment pour l'éclairage des autoroutes. Il est constitué par deux demi-surfaces différentes JS et KS présen
 tant toutes deux les caractéristiques décrites pour la
 forme d'exécution des fig. 1 à 4, mais renvoyant les
 rayons émis du foyer commun F sur des traces paraboliques différentes dans le plan T. La surface JS renvoie les rayons sur une trace parabolique de corde AB passant par un foyer F'1, et la surface KS renvoie les rayons sur
 une trace parabolique également de corde AB mais
 passant par un foyer F'2. La surface JS assure l'éclairage
 vers l'avant de la route et la surface KS vers l'arrière
 (fig. 7).

  Les deux demi-surfaces JS et KS se raccordent
 sur une parabole commune qui passe par le sommet S du
 réflecteur et par les points A et B et qui est comprise  dans un plan perpendiculaire à celui de la fig. 6 et passant par le foyer F et le point O. Ainsi les deux demisurfaces se raccordent sans discontinuité. Notons que la parabole commune pourrait passer par un autre point que le sommet S, par exemple par un point M, le réflecteur comprenant alors deux demi-surfaces JSM et KM.

 

   Le réflecteur décrit peut être utilisé pour l'éclairage des rues, des places et des terrains de sport, des pistes de ski, pour les projecteurs utilisés dans le cinéma et la télévision, pour les lampes à main et pour les phares d'automobiles.   I1    peut permettre aussi la diffusion du son en nappes.



   Dans le réflecteur représenté, le premier système de coniques comprend des paraboles et la conique maîtresse du second système est une ellipse. On peut envisager des réflecteurs dont les surfaces réfléchissantes sont définies par d'autres coniques, soit pour le premier système soit pour le second (paraboles, hyperboles, ellipses). 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Réflecteur de projection et de réception de radiations, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une surface réfléchissante dont les sections par des plans passant par un point commun (O) situé dans un plan de référence (P) et coupant le plan de référence selon une série de droit (XX', XlX'l, ...

   XnX'n) sont des coniques (C, Cl, ... Cn) constituant un premier système, les sommets (S, S1,... Sn) de ces coniques étant situés respectivement sur des coniques (D, Dol, ... Dn) constituant un second système, placées dans des plans perpendiculaires au plan de référence (P) et passant par le point commun (O), les coniques du premier système découpant sur lesdites droites (XX', XlX'l,... XnX'n) des cordes (AB, AlBl, ...AnBn) de même longueur et perpendiculaires aux axes de ces coniques un des foyers (F) d'une des coniques (C) du premier système étant un foyer commun aux coniques (D) du second système, la disposition étant telle que les radiations émises ou reçues par ce foyer (F), après ou avant avoir été renvoyées par le réflecteur, coupent des plans (T, T1...

   Tn) passant respectivement par les cordes (AB, AlBl, ... AnBn) et faisant avec le plan de référence (P) des angles dièdres semblables, les traces (G, G1, ... Gn) des radiations sur ces plans étant des coniques de même espèce que les coniques du premier système, chacune de ces traces étant produite par la radiation correspondant à une des coniques du premier système et admettant la même corde que celle-ci dans le plan de référence (P), le sommet (F', F'1, ... F'n) de chacune de ces traces étant le deuxième foyer d'une conique du second système.

   SOUS-REVENDICATION Réflecteur selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend deux surfaces réfléchissantes ayant un foyer commun (F), chacune présentant ses propres coniques des premiers et seconds systèmes différentes des coniques correspondantes de l'autre surface de manière que la radiation partant de ce foyer ou y aboutissant forme deux traces différentes sur ledit plan (T) passant par la corde (AB), ces deux surfaces étant raccordées l'une à l'autre le long d'une conique du premier système commune aux deux surfaces.