EP0403369A1 - Lighting device using cylindrical light source - Google Patents

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EP0403369A1
EP0403369A1 EP90401623A EP90401623A EP0403369A1 EP 0403369 A1 EP0403369 A1 EP 0403369A1 EP 90401623 A EP90401623 A EP 90401623A EP 90401623 A EP90401623 A EP 90401623A EP 0403369 A1 EP0403369 A1 EP 0403369A1
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EP
European Patent Office
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plane
light source
uniform illumination
reflector
symmetry
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Ari Rabl
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Association pour la Recherche et le Developpement des Methodes et Processus Industriels
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Association pour la Recherche et le Developpement des Methodes et Processus Industriels
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21V7/00—Reflectors for light sources
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes

Definitions

  • the present invention relates to a luminaire for a cylindrical light source such as for example a fluorescent tube.
  • Luminaires of the type known as using fluorescent tubes as a light source which have the advantage of providing uniform illumination of a work surface arranged at a given distance from the luminaire.
  • This type of luminaire has the disadvantage, however, of having no angular limitation of the lighting, especially in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the axis of the tube.
  • CPC In order to improve the efficiency of energy sources, especially infrared, of the cylindrical type, reflectors have been used, designated by specialists in the field, by the abbreviated term "CPC", a term which we will use below. of this text.
  • These reflectors CPC have the particularity of being cylindrical in shape, the base surface of this cylinder being constituted by one or more curves of different equations, connected to each other and which may be, for example, parabolas, ellipses, or any other type of curves determined experimentally.
  • 2,623,633 reflectors for infrared furnaces from an infrared source cylindrical possible to obtain, on a remote target of a given value of the emitting source and , over a certain width, a relatively uniform heat distribution and having an optimum energy efficiency.
  • CPC reflectors make it possible to limit, transversely, that is to say perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical emitting source, the maximum angle of radiation.
  • CPC type infrared ovens do not make it possible to limit in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the longitudinal axis of the cylindrical emitting source, the radiation angle, which limits their use in applications in which the energy efficiency of the oven must be favored.
  • reflectors of the CPC type which make it possible, from a planar infrared source, preferably rectangular, to obtain, on a target located at a given distance from the infrared source, a heating relatively uniform.
  • This type of reflector also makes it possible to limit, in the transverse direction, that is to say in the latter perpendicular to the longitudinal axis of the planar source, the angle of maximum incidence of the infrared rays leaving the reflector, and this for optimum energy efficiency, since it avoids stray rays and prisoners rays.
  • This type of reflector does not allow, any more than the previous one to limit in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the longitudinal axis of the infrared source, the incidence of the rays leaving the diffuser, and by itself to control, in this sense, the stray radiation of the reflector.
  • the object of the present invention is to provide a luminaire making it possible to obtain, at a given distance therefrom, and on a determined surface, uniform illumination, having an optimum light output, and making it possible to control, both in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the longitudinal axis of the cylindrical light source, that in the transverse direction, the maximum angle of incidence of the light rays leaving the luminaire.
  • the present invention thus relates to a luminaire comprising a cylindrical light source, a first reflective element symmetrical with respect to a plane P containing the longitudinal axis of the cylindrical light source, of the type capable of supplying, from said cylindrical light source a uniform flat illumination zone, perpendicular to the plane P, at a given distance d from its outlet opening and at least one second reflective element, symmetrical with respect to a plane Q, of the type capable of providing, from a planar light source situated in its base plane, perpendicular to this plane Q, a zone of uniform illumination at a given distance from its base plane characterized in that this second reflecting element is arranged downstream of the first, in such a way that its plane of symmetry Q is perpendicular both to that of the first element reflector and to the uniformly illuminated zone, and that its base plane is coincident with the exit plane of the first reflective element.
  • the second reflecting means arranged downstream of the first reflecting means, consist of a series of cylindrical reflecting elements with transverse axes, that is to say perpendicular to the plane of symmetry P of first reflecting means and of cross section consisting of three sides, a first side situated in the plane of the exit surface of the first reflecting means, the other two sides being symmetrical with respect to the perpendicular bisector of the first side, and of shapes such as they each constitute a half-reflector of two adjacent reflecting elements, the height of these elements and their spacing being such that they define the maximum angle ⁇ of the longitudinal rays reflected by the luminaire.
  • the luminaire according to the invention essentially consists of a reflector consisting of an upstream reflector element 1 of the CPC type, equipped with a cylindrical light source 3 and capable of creating a uniform lighting area 6 , plane and perpendicular to the plane P at a distance d from the outlet opening of its reflector element 1, and from a downstream reflector element 5 of CPC type, for plane light source, and capable of creating a uniform illumination zone 6 ′ at a distance d from the base of its reflective element, each of the half-reflectors of this type being used in the prior art to distribute the radiation emitted by cylindrical and plane infrared sources on a target.
  • the reflective element 1 is symmetrical with respect to a plane P perpendicular to the plane of FIG. 1, and containing the longitudinal axis of the cylindrical light source 3.
  • This reflective element 1 therefore consists of two half reflectors, namely a left half-reflector 1a, and a right half-reflector 1b, in the figure.
  • the cross section of each of the two half-reflectors 1a, 1b comprises two parts, namely a first curved part AB, in the form of an involute arc, and a second curved part BC.
  • the end A of the arc AB is located on the external cylindrical envelope la of the light source 3, in the plane of symmetry P of the reflector and on the rear side, that is to say opposite to the opening of the light source 3.
  • the other end B of the arc AB is located on the extreme radius R1 which is tangent to the "emitting" circle 3 and which passes through the left end 6a of the area of uniform illumination 6, that is to say that which is situated on the side of the plane of symmetry P opposite to that where the right half-reflector 1b is located.
  • the arc AB is an involute arc of the "emitting" circle forming the cross section of the cylinder constituting the light source 3, all the tangential rays, emitted by the light source 3, between the point of tangency of the extreme tangential radius R1 and point A, are reflected on themselves at all points of the arc AB.
  • the straight section of the right half-reflector 1b comprises a second curved part BC which is tangentially connected to the first curved part AB, at point B.
  • the shape of this second curved part BC is such that all the tangential radii emitted from the circle “emitter” 3 and falling on this curved part BC are reflected towards the left end 6a of the uniform illumination area 6.
  • FIG. 1 shows a tangential radius R2 emitted from the cylindrical light source 3 and which strikes the right half-reflector 1b at a point S from which it is reflected in the form of a radius R3 reaching the left end 6a of the uniform illumination area 6.
  • the point C which constitutes the end of the second curved part BC is located on the extreme radius R4 which is tangent to the "emitting" circle 3 and which passes through the right end 6b of the uniform illumination zone 6, c ' that is to say that which is situated on the same side as the right half-reflector 1b with respect to the plane of symmetry P.
  • each of the half-reflectors 1a, 1b makes it possible to avoid, because of the particular shape of its cross section, the maintenance of any rays trapped between the source 3 and the reflector 1, which provides an optimum light output. .
  • the upstream reflective element 1 also makes it possible to limit, in the transverse plane, the extreme light rays R1 and R4 coming from the source 3 to a given value ⁇ , adjustable as a function of the curve of the element. reflector used, depending on the one hand on the distance of the latter from the target, and on the other hand, on the width which one wishes to illuminate.
  • the upstream reflective element does not, however, allow an angular limitation of the incident rays, in the longitudinal direction. According to the present invention, this angular limitation is achieved by a downstream reflector element 5.
  • FIG. 2 This represented in FIG. 2 on a scale different from that of the reflective element 1 for reasons of space in the figure, is constituted, as shown in FIG. 2, by two symmetrical half-reflectors 5a and 5b with respect to a plane Q providing, from a rectangular planar source 7, constituted by the face of output of the reflector element 1, over a zone 6 ′, plane and perpendicular to the plane Q, located at a distance d from this source 7, uniform illumination, and angularly limited to a value ⁇ .
  • Each half-reflector has a cross section which is constituted, in the case of the left half reflector 5a, by an arc of ellipse E, having for foci the first end G, of the planar source 7, and 6d of the zone d 'uniform illumination 6 ′ and passing through the second end F of the planar source 7.
  • the left half-reflector 5a extends between the second end F of the planar source 7 and a point H situated at the intersection of the ellipse E and of the extreme direct radius R5 starting from the first end G of the planar source 7 and ending at the second end 6c of the uniform illumination zone 6 ′.
  • each ray coming from any point of the planar source 7 is reflected by the reflector 5 in the direction of the uniform illumination zone 6 ′ without that there are trapped rays between the source 7 and the reflector 5.
  • the rays R5 coming from the first end G, or right end, of the source 7 directly reach the area of uniform illumination 6 ′ or else are reflected by the left half-reflector 5a, in the direction of the first end 6d of the uniform illumination zone 6 ′, without being intercepted by the right half-reflector 5b.
  • the reflector 20 consists of an upstream reflective element 22 of the type of that of FIG. 1, and of a series of downstream reflective elements 23, the latter being obtained from a series of cylindrical elements 24, of length 1, the cross section of which is made up of three sides, a base 26 of length e1 and of two sides 26a and 26b of elliptical shape, symmetrical with respect to the perpendicular bisector of base 26.
  • the cylindrical elements 24 are arranged so that their base face, determined by the base 26 and their length 1 is in the exit plane of the upstream reflector 20, parallel to each other and perpendicular to the plane of symmetry P of the upstream reflector 20.
  • the faces reflective left 26a and right 26b, in FIG. 9, of each of these downstream reflective elements 23 are constituted respectively by the extreme right edges 26b and left 26a of two successive cylindrical elements 24.
  • the curvature of the ellipse E forming the sides 26a and 26b is determined from the angle ⁇ desired for the type of lighting that the luminaire must provide.
  • This angle ⁇ determines the ratio e2 / h representing the ratio of the spacing of two successive cylindrical elements 24 to the height h of these elements, as well as the ratio e2 / e1, where e1 represents the width of the base 26 since this latter value is linked to the height h by the equation of the ellipse E.
  • the tests carried out have shown that, most of the time, the ratio e2 / e1 was between 5 and and 20.
  • the length e1 of the base 26 of the cylindrical element 24 is determined as a function of the overall dimensions of the luminaire which it is desired to produce.
  • the ellipse E defined by its two foci G and L and by a point F of this ellipse E.
  • the points F and G constitute the two ends of the segment separating two cylindrical elements 24 successive, and the point L is formed by the intersection of an extreme radius R6 coming from the point F and incidences ⁇ , with the uniform illumination zone 33.
  • This arrangement also makes it possible to reduce, substantially, the height of the downstream reflecting means, and therefore, consequently, the size and the cost of the luminaire itself.
  • the cylindrical elements 24 forming the reflectors consist of a support made, for example, of a synthetic material, covered, preferably by metallization, with an aluminum coating, or any material with high reflecting power.
  • the present invention thus makes it possible to produce a lighting system which can, depending on specific lighting conditions desired, in a given room adapt by playing appropriately on its reflective elements.
  • the installer may have a series of cylindrical elements 24 of different profiles and dimensions which will allow him to choose, on site, at the time the type of downstream reflector element best suited to the room.

Landscapes

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Abstract

The present invention relates to a lighting device, comprising a cylindrical light source, a first reflector element (1, 20) which is symmetric with respect to a plane (P), of the type suitable for giving an area of uniform illumination, and at least one second reflector element (5,23), which is symmetric with respect to a plane (Q). This lighting device is characterised in that this second reflector element (5,23) is arranged downstream from the first, in such a way that its plane of symmetry (Q) is perpendicular at the same time to that (P) of the first reflector element and to the area of uniform illumination, and in that its base plane is coincident with the output plane of the first reflector element (1,20). <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un luminaire pour source lumineuse cylindrique telle que par exemple un tube fluorescent.The present invention relates to a luminaire for a cylindrical light source such as for example a fluorescent tube.

On connaît des luminaires du type utilisant comme source lumineuse des tubes fluorescents, qui présentent l'avantage de fournir un éclairage uniforme d'un plan de travail disposé à une distance donnée du luminaire. Ce type de luminaire présente cependant l'inconvénient, de ne posséder aucune limitation angulaire de l'éclairage, spécialement dans le sens longitudinal c'est-à-dire dans le sens de l'axe du tube. Pour éviter cet inconvénient on a proposé de munir le tube d'un réflecteur, et de disposer à la sortie de celui-ci un diffuseur, constitué d'une série de lamelles perpendiculaires au plan de sortie du réflecteur, ces lamelles constituant un quadrillage limitant, à une incidence donnée, dépendant de l'écartement et de la hauteur de chacune des lamelles, aussi bien dans le sens transversal que dans le sens longitudinal, les rayons incidents sortant du luminaire. Si ce type de diffuseur réalise une bonne limitation angulaire des rayons émis, il présente, par contre, l'inconvénient de posséder un rendement lumineux relativement faible en raison de ce qu'une partie importante des rayons émis est absorbée par le diffuseur, et une autre partie de ces rayons, par le jeu d'une succession de réflexions indésirables se trouve réémise vers l'intérieur du luminaire.Luminaires of the type known as using fluorescent tubes as a light source are known, which have the advantage of providing uniform illumination of a work surface arranged at a given distance from the luminaire. This type of luminaire has the disadvantage, however, of having no angular limitation of the lighting, especially in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the axis of the tube. To avoid this drawback, it has been proposed to provide the tube with a reflector, and to have a diffuser at the outlet thereof, consisting of a series of strips perpendicular to the exit plane of the reflector, these strips constituting a limiting grid. , at a given incidence, depending on the spacing and the height of each of the lamellae, both in the transverse direction and in the longitudinal direction, the incident rays leaving the luminaire. If this type of diffuser achieves a good angular limitation of the rays emitted, it has, on the other hand, the disadvantage of having a relatively low light output due to the fact that a large part of the rays emitted is absorbed by the diffuser, and a another part of these rays, through the play of a succession of undesirable reflections is re-emitted towards the interior of the luminaire.

Afin d'améliorer le rendement des sources d'énergie, spécialement infrarouges, de type cylindrique, on a fait appel à des réflecteurs, désignés par les spécialistes en la matière, par le terme abréviatif "CPC", terme que nous utiliserons dans la suite du présent texte. Ces réflecteurs CPC présentent la particularité d'être de forme cylindrique, la surface de base de ce cylindre étant constituée par une ou plusieurs courbes d'équations différentes, raccordées les unes aux autres et pouvant être, par exemple, des paraboles, des ellipses, ou tout autre type de courbes déterminées de façon expérimentale. On connaît ainsi, par la demande de brevet Français No2.623.633 des réflecteurs pour fours à infrarouges qui, à partir d'une source cylindrique infrarouge permettent d'obtenir, sur une cible distante d'une valeur donnée de la source émettrice et, sur une certaine largeur, une répartition de chaleur relativement uniforme et présentant un rendement energétique optimum. Les réflecteurs CPC permettent de limiter, transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe longitudinal de la source émettrice cylindrique, l'angle maximum de rayonnement. Par contre, les fours infrarouges du type CPC ne permettent pas de limiter dans le sens longitudinal, c'est-à-dire dans le sens de l'axe longitudinal de la source émettrice cylindrique, l'angle de rayonnement, ce qui limite leur utilisation à des applications dans lesquelles le rendement énergétique du four doit être privilégié.In order to improve the efficiency of energy sources, especially infrared, of the cylindrical type, reflectors have been used, designated by specialists in the field, by the abbreviated term "CPC", a term which we will use below. of this text. These reflectors CPC have the particularity of being cylindrical in shape, the base surface of this cylinder being constituted by one or more curves of different equations, connected to each other and which may be, for example, parabolas, ellipses, or any other type of curves determined experimentally. Thus known from French patent application No. 2,623,633 reflectors for infrared furnaces, from an infrared source cylindrical possible to obtain, on a remote target of a given value of the emitting source and , over a certain width, a relatively uniform heat distribution and having an optimum energy efficiency. CPC reflectors make it possible to limit, transversely, that is to say perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical emitting source, the maximum angle of radiation. On the other hand, CPC type infrared ovens do not make it possible to limit in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the longitudinal axis of the cylindrical emitting source, the radiation angle, which limits their use in applications in which the energy efficiency of the oven must be favored.

On connaît, d'autre part, des réflecteurs, du type CPC, qui permettent, à partir d'une source infrarouge plane, de préférence rectangulaire, d'obtenir, sur une cible située à une distance donnée de la source infrarouge, un échauffement relativement uniforme. Ce type de réflecteur permet également de limiter, dans le sens transversal, c'est-à-dire dans celui-­ci perpendiculaire à l'axe longitudinal de la source plane, l'angle d'incidence maximale des rayons infrarouges sortant du réflecteur, et ceci pour un rendement énergétique optimum, puisque permettant d'éviter les rayons parasites et les rayons prisonniers. Ce type de réflecteur ne permet, pas davantage que le précédent de limiter dans le sens longitudinal, c'est-­à-dire dans le sens de l'axe longitudinal de la source infrarouge, l'incidence des rayons sortant du diffuseur, et par là-même de contrôler, dans ce sens, le rayonnement parasite du réflecteur.On the other hand, reflectors of the CPC type are known which make it possible, from a planar infrared source, preferably rectangular, to obtain, on a target located at a given distance from the infrared source, a heating relatively uniform. This type of reflector also makes it possible to limit, in the transverse direction, that is to say in the latter perpendicular to the longitudinal axis of the planar source, the angle of maximum incidence of the infrared rays leaving the reflector, and this for optimum energy efficiency, since it avoids stray rays and prisoners rays. This type of reflector does not allow, any more than the previous one to limit in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the longitudinal axis of the infrared source, the incidence of the rays leaving the diffuser, and by itself to control, in this sense, the stray radiation of the reflector.

La présente invention a pour but un luminaire permettant d'obtenir, à une distance donnée de celui-ci, et sur une surface déterminée, un éclairement uniforme, présentant un rendement lumineux optimum, et permettant de contrôler, aussi bien dans le sens longitudinal, c'est-à-dire dans le sens de l'axe longitudinal de la source lumineuse cylindrique, que dans le sens transversal, l'angle d'incidence maximale des rayons lumineux sortant du luminaire.The object of the present invention is to provide a luminaire making it possible to obtain, at a given distance therefrom, and on a determined surface, uniform illumination, having an optimum light output, and making it possible to control, both in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the longitudinal axis of the cylindrical light source, that in the transverse direction, the maximum angle of incidence of the light rays leaving the luminaire.

La présente invention a ainsi pour objet un luminaire comprenant une source lumineuse cylindrique, un premier élément réflecteur symétrique par rapport à un plan P contenant l'axe longitudinal de la source lumineuse cylindrique, du type apte à fournir, à partir de ladite source lumineuse cylindrique une zone d'éclairement uniforme plane, perpendiculaire au plan P, à une distance donnée d de son ouverture de sortie et au moins un second élément réflecteur, symétrique par rapport à un plan Q, du type apte à fournir, à partir d'une source lumineuse plane située dans son plan de base, perpendiculaire, à ce plan Q, une zone d'éclairement uniforme à une distance donnée de son plan de base caractérisé en ce que ce second élément réflecteur est disposé en aval du premier, de façon telle que son plan de symétrie Q soit perpendiculaire à la fois à celui du premier élément réflecteur et à la zone d'éclairement uniforme, et que son plan de base soit confondu avec le plan de sortie du premier élément réflecteur.The present invention thus relates to a luminaire comprising a cylindrical light source, a first reflective element symmetrical with respect to a plane P containing the longitudinal axis of the cylindrical light source, of the type capable of supplying, from said cylindrical light source a uniform flat illumination zone, perpendicular to the plane P, at a given distance d from its outlet opening and at least one second reflective element, symmetrical with respect to a plane Q, of the type capable of providing, from a planar light source situated in its base plane, perpendicular to this plane Q, a zone of uniform illumination at a given distance from its base plane characterized in that this second reflecting element is arranged downstream of the first, in such a way that its plane of symmetry Q is perpendicular both to that of the first element reflector and to the uniformly illuminated zone, and that its base plane is coincident with the exit plane of the first reflective element.

Dans une variante intéressante de l'invention les seconds moyens réflecteurs, disposés en aval des premiers moyens réflecteurs, sont constitués par une série d'éléments réflecteurs cylindriques d'axes transversaux, c'est-à-dire perpendiculaires au plan de symétrie P des premiers moyens réflecteurs et de section droite constituée de trois côtés, un premier côté situé dans le plan de la surface de sortie des premiers moyens réflecteurs, les deux autres côtés étant symétriques par rapport à la médiatrice du premier côté, et de formes telles qu'ils constituent, chacun, un demi-réflecteur de deux éléments réflecteurs adjacents, la hauteur de ces éléments et leur écartement étant tels qu'ils définissent l'angle maximum β des rayons longitudinaux réfléchis par le luminaire.In an interesting variant of the invention, the second reflecting means, arranged downstream of the first reflecting means, consist of a series of cylindrical reflecting elements with transverse axes, that is to say perpendicular to the plane of symmetry P of first reflecting means and of cross section consisting of three sides, a first side situated in the plane of the exit surface of the first reflecting means, the other two sides being symmetrical with respect to the perpendicular bisector of the first side, and of shapes such as they each constitute a half-reflector of two adjacent reflecting elements, the height of these elements and their spacing being such that they define the maximum angle β of the longitudinal rays reflected by the luminaire.

Ainsi, suivant l'invention, on constate qu'en jouant sur la forme des réflecteurs amont et aval, on peut contrôler et adapter, en fonction des besoins, les angles maxima, transversal et longitudinal des rayons lumineux sortant du réflecteur, ainsi que la surface d'éclairement uniforme fournie par celui-ci.Thus, according to the invention, it can be seen that by playing on the shape of the upstream and downstream reflectors, it is possible to control and adapt, as required, the maximum, transverse and longitudinal angles of the light rays exiting the reflector, as well as the uniform illumination surface provided by it.

On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels les proportions respectives des différents éléments ont été modifiées pour des raisons de clarté :

  • La figure 1 est vue en coupe en coupe transversale d'un réflecteur de type CPC équipé d'une source lumineuse cylindrique.
  • La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un autre réflecteur de type CPC équipé d'une source lumineuse plane.
  • Les figures 3 à 5 sont respectivement des vues de côté, en plan, et en perspective d'une première variante de réalisation d'un luminaire suivant l'invention.
  • Les figures 6 à 8 sont respectivement des vues de côté en plan, et en perspective d'une seconde variante de réalisation d'un luminaire suivant l'invention.
  • La figure 9 est une vue en coupe, à échelle agrandie, d'un détail de réalisation d'un réflecteur CPC aval mis en oeuvre dans la présente invention.
Various embodiments of the present invention will be described below, by way of nonlimiting examples, with reference to the appended drawings in which the respective proportions of the various elements have been modified for reasons of clarity:
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a CPC type reflector equipped with a light source cylindrical.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of another CPC type reflector equipped with a planar light source.
  • Figures 3 to 5 are respectively side views, in plan, and in perspective of a first alternative embodiment of a luminaire according to the invention.
  • Figures 6 to 8 are respectively side views in plan and in perspective of a second alternative embodiment of a luminaire according to the invention.
  • Figure 9 is a sectional view, on an enlarged scale, of a detail of an embodiment of a downstream CPC reflector used in the present invention.

Sur les figures 1 à 5 le luminaire suivant l'invention se compose essentiellement d'un réflecteur constitué d'un élément réflecteur amont 1 de type CPC, équipé d'une source lumineuse cylindrique 3 et apte à créer une zone d'éclairement uniforme 6, plane et perpendiculaire au plan P à une distance d de l'ouverture de sortie de son élément réflecteur 1, et d'un élément réflecteur aval 5 de type CPC, pour source lumineuse plane, et apte à créer une zone d'éclairement uniforme 6′ à une distance d de la base de son élément réflecteur, chacun des demi-réflecteurs de ce type étant utilisés dans la technique antérieure pour répartir sur une cible les rayonnements émis par des sources infrarouges respectivement cylindrique et plane.In FIGS. 1 to 5, the luminaire according to the invention essentially consists of a reflector consisting of an upstream reflector element 1 of the CPC type, equipped with a cylindrical light source 3 and capable of creating a uniform lighting area 6 , plane and perpendicular to the plane P at a distance d from the outlet opening of its reflector element 1, and from a downstream reflector element 5 of CPC type, for plane light source, and capable of creating a uniform illumination zone 6 ′ at a distance d from the base of its reflective element, each of the half-reflectors of this type being used in the prior art to distribute the radiation emitted by cylindrical and plane infrared sources on a target.

L'élément réflecteur 1 est symétrique par rapport à un plan P perpendiculaire au plan de la figure 1, et contenant l'axe longitudinal de la source lumineuse cylindrique 3. Cet élément réflecteur 1 est donc constitué de deux demi-­ réflecteurs à savoir un demi-réflecteur gauche la, et un demi-­réflecteur droit 1b, sur la figure. La section droite de chacun des deux demi-réflecteurs 1a,1b, comprend deux parties à savoir une première partie courbe AB, en forme d'arc de développante de cercle, et une seconde partie courbe BC.The reflective element 1 is symmetrical with respect to a plane P perpendicular to the plane of FIG. 1, and containing the longitudinal axis of the cylindrical light source 3. This reflective element 1 therefore consists of two half reflectors, namely a left half-reflector 1a, and a right half-reflector 1b, in the figure. The cross section of each of the two half-reflectors 1a, 1b, comprises two parts, namely a first curved part AB, in the form of an involute arc, and a second curved part BC.

L'extrémité A de l'arc AB est située sur l'enveloppe cylindrique externe la de la source lumineuse 3, dans le plan de symétrie P du réflecteur et du côté arrière, c'est-à-dire à l'opposé de l'ouverture de sortie de la source lumineuse 3. L'autre extrémité B de l'arc AB se trouve sur le rayon extrême R1 qui est tangent au cercle "émetteur" 3 et qui passe par l'extrémité gauche 6a de la zone d'éclairement uniforme 6, c'est-à-dire celle qui est située du côté du plan de symétrie P opposé à celui où se trouve le demi-réflecteur droit 1b.The end A of the arc AB is located on the external cylindrical envelope la of the light source 3, in the plane of symmetry P of the reflector and on the rear side, that is to say opposite to the opening of the light source 3. The other end B of the arc AB is located on the extreme radius R1 which is tangent to the "emitting" circle 3 and which passes through the left end 6a of the area of uniform illumination 6, that is to say that which is situated on the side of the plane of symmetry P opposite to that where the right half-reflector 1b is located.

Du fait que l'arc AB est un arc de développante du cercle "émetteur" formant la section droite du cylindre constituant la source lumineuse 3, tous les rayons tangentiels, émis par la source lumineuse 3, entre le point de tangence du rayon tangentiel extrême R1 et le point A, sont réfléchis sur eux-mêmes en tous les points de l'arc AB.Because the arc AB is an involute arc of the "emitting" circle forming the cross section of the cylinder constituting the light source 3, all the tangential rays, emitted by the light source 3, between the point of tangency of the extreme tangential radius R1 and point A, are reflected on themselves at all points of the arc AB.

La section droite du demi-réflecteur droit 1b comprend une seconde partie courbe BC qui se raccorde tangentiellement à la première partie courbe AB, au point B. La forme de cette seconde partie courbe BC est telle que tous les rayons tangentiels émis à partir du cercle "émetteur" 3 et tombant sur cette partie courbe BC sont réfléchis vers l'extrémité gauche 6a de la zone d'éclairement uniforme 6. On a représenté sur la figure 1 un rayon tangentiel R2 émis à partir de la source lumineuse cylindrique 3 et qui vient frapper le demi-­réflecteur droit 1b en un point S à partir duquel il est réfléchi sous la forme d'un rayon R3 atteignant l'extrémité gauche 6a de la zone d'éclairement uniforme 6 .The straight section of the right half-reflector 1b comprises a second curved part BC which is tangentially connected to the first curved part AB, at point B. The shape of this second curved part BC is such that all the tangential radii emitted from the circle "emitter" 3 and falling on this curved part BC are reflected towards the left end 6a of the uniform illumination area 6. FIG. 1 shows a tangential radius R2 emitted from the cylindrical light source 3 and which strikes the right half-reflector 1b at a point S from which it is reflected in the form of a radius R3 reaching the left end 6a of the uniform illumination area 6.

Le point C qui constitue l'extrémité de la seconde partie courbe BC est situé sur le rayon extrême R4 qui est tangent au cercle "émetteur" 3 et qui passe par l'extrémité droite 6b de la zone d'éclairement uniforme 6, c'est-à-dire celle qui est située du même côté que le demi-réflecteur droit 1b par rapport au plan de symétrie P.The point C which constitutes the end of the second curved part BC is located on the extreme radius R4 which is tangent to the "emitting" circle 3 and which passes through the right end 6b of the uniform illumination zone 6, c ' that is to say that which is situated on the same side as the right half-reflector 1b with respect to the plane of symmetry P.

On peut voir que chacun des demi-réflecteurs 1a,1b, permet d'éviter, du fait de la forme particulière de sa section droite le maintien de rayons quelconques prisonniers entre la source 3 et le réflecteur 1, ce qui procure un rendement lumineux optimum.We can see that each of the half-reflectors 1a, 1b, makes it possible to avoid, because of the particular shape of its cross section, the maintenance of any rays trapped between the source 3 and the reflector 1, which provides an optimum light output. .

On voit que l'élément réflecteur amont 1 permet, de plus, de limiter, dans le plan transversal, les rayons lumineux extrêmes R1 et R4 issus de la source 3 à une valeur donnée α, réglable en fonction de la courbe de l'élément réflecteur utilisé, dépendant d'une part de l'éloignement de celui-ci de la cible, et d'autre part, de la largeur que l'on souhaite éclairer. L'élément réflecteur amont ne permet pas, par contre, de réaliser une limitation angulaire des rayons incidents, dans le sens longitudinal. Cette limitation angulaire est, suivant la présente invention, réalisée par un élément de réflecteur aval 5.We see that the upstream reflective element 1 also makes it possible to limit, in the transverse plane, the extreme light rays R1 and R4 coming from the source 3 to a given value α, adjustable as a function of the curve of the element. reflector used, depending on the one hand on the distance of the latter from the target, and on the other hand, on the width which one wishes to illuminate. The upstream reflective element does not, however, allow an angular limitation of the incident rays, in the longitudinal direction. According to the present invention, this angular limitation is achieved by a downstream reflector element 5.

Celui-ci représenté sur la figure 2 à une échelle différente de celle de l'élément réflecteur 1 pour des raisons d'encombrement de la figure, est constitué, ainsi que représenté sur la figure 2, par deux demi-réflecteurs 5a et 5b symétriques par rapport à un plan Q fournissant, à partir d'une source plane rectangulaire 7, constituée par la face de sortie de l'élément réflecteur 1, sur une zone 6′, plane et perpendiculaire au plan Q, située à une distance d de cette source 7, un éclairement uniforme, et limité angulairement à une valeur β. Chaque demi-réflecteur a une section droite qui est constituée, dans le cas du demi-réflecteur gauche 5a, par un arc d'ellipse E, ayant pour foyers la première extrémité G, de la source plane 7, et 6d de la zone d'éclairement uniforme 6′ et passant par la seconde extrémité F de la source plane 7. Le demi-réflecteur gauche 5a s'étend entre la seconde extrémité F de la source plane 7 et un point H situé à l'intersection de l'ellipse E et du rayon direct extrême R5 partant de la première extrémité G de la source plane 7 et aboutissant à la seconde extrémité 6c de la zone d'éclairement uniforme 6′.This represented in FIG. 2 on a scale different from that of the reflective element 1 for reasons of space in the figure, is constituted, as shown in FIG. 2, by two symmetrical half-reflectors 5a and 5b with respect to a plane Q providing, from a rectangular planar source 7, constituted by the face of output of the reflector element 1, over a zone 6 ′, plane and perpendicular to the plane Q, located at a distance d from this source 7, uniform illumination, and angularly limited to a value β. Each half-reflector has a cross section which is constituted, in the case of the left half reflector 5a, by an arc of ellipse E, having for foci the first end G, of the planar source 7, and 6d of the zone d 'uniform illumination 6 ′ and passing through the second end F of the planar source 7. The left half-reflector 5a extends between the second end F of the planar source 7 and a point H situated at the intersection of the ellipse E and of the extreme direct radius R5 starting from the first end G of the planar source 7 and ending at the second end 6c of the uniform illumination zone 6 ′.

Grâce à cette forme particulière de la section droite de chaque moitié 5a,5b du réflecteur 5, chaque rayon issu d'un point quelconque de la source plane 7 est réfléchi par le réflecteur 5 en direction de la zone d'éclairement uniforme 6′ sans qu'il y ait de rayons prisonniers entre la source 7 et le réflecteur 5. On voit par exemple, sur la figure 2, que les rayons R5 issus de la première extrémité G, ou extrémité droite, de la source 7 atteignent directement la zone d'éclairement uniforme 6′ ou bien sont réfléchis par le demi-­réflecteur gauche 5a, en direction de la première extrémité 6d de la zone d'éclairement uniforme 6′, sans être interceptés par le demi-réflecteur droit 5b. Il en est naturellement de même pour tous les rayons issus de la seconde extrémité, ou extrémité gauche F de la source 7, qui atteignent directement la zone d'éclairement uniforme 6′ ou bien sont réfléchis par le demi-réflecteur gauche 5a en direction de l'extrémité droite de la zone 6′. Comme montré sur la figure 2 on voit que les rayons extrêmes, issus des points extrêmes F,G, de la source lumineuse plane 7 sont limités angulairement dans le plan latéral par les réflecteurs 5a et 5b. Dans une variante intéressante de l'invention, qui représente le cas ou la zone d'éclairement uniforme se trouve disposée à une distance importante de la source lumineuse, la portion d'ellipse constituant chacun des deux réflecteurs devient une parabole.Thanks to this particular shape of the cross section of each half 5a, 5b of the reflector 5, each ray coming from any point of the planar source 7 is reflected by the reflector 5 in the direction of the uniform illumination zone 6 ′ without that there are trapped rays between the source 7 and the reflector 5. We see for example, in FIG. 2, that the rays R5 coming from the first end G, or right end, of the source 7 directly reach the area of uniform illumination 6 ′ or else are reflected by the left half-reflector 5a, in the direction of the first end 6d of the uniform illumination zone 6 ′, without being intercepted by the right half-reflector 5b. It is naturally the same for all the rays coming from the second end, or left end F of the source 7, which directly reach the uniform illumination zone 6 ′ or are reflected by the left half-reflector 5a in the direction of the end right of zone 6 ′. As shown in FIG. 2, it can be seen that the extreme rays, coming from the extreme points F, G, of the planar light source 7 are angularly limited in the lateral plane by the reflectors 5a and 5b. In an interesting variant of the invention, which represents the case where the uniform illumination area is arranged at a significant distance from the light source, the portion of ellipse constituting each of the two reflectors becomes a parabola.

Sur les figures 6 à 9 le réflecteur 20 est constitué d'un élément réflecteur amont 22 du type de celui de la figure 1, et d'une série d'éléments réflecteurs aval 23, ces derniers étant obtenus à partir d'une série d'éléments cylindriques 24, de longueur 1 dont la section droite se compose de trois côtés, une base 26 de longueur e1 et de deux côtés 26a et 26b de forme elliptique, symétriques par rapport à la médiatrice de la base 26. Les éléments cylindriques 24 sont disposés de façon que leur face de base, déterminée par la base 26 et leur longueur 1 se trouve dans le plan de sortie du réflecteur amont 20, parallèlement les uns aux autres et perpendiculairement au plan de symétrie P du réflecteur amont 20. Les faces réfléchissantes gauche 26a et droite 26b, sur la figure 9, de chacun de ces éléments réflecteurs aval 23 sont constituées respectivement par les bords extrêmes droit 26b et gauche 26a de deux éléments cylindriques 24 successifs.In FIGS. 6 to 9 the reflector 20 consists of an upstream reflective element 22 of the type of that of FIG. 1, and of a series of downstream reflective elements 23, the latter being obtained from a series of cylindrical elements 24, of length 1, the cross section of which is made up of three sides, a base 26 of length e1 and of two sides 26a and 26b of elliptical shape, symmetrical with respect to the perpendicular bisector of base 26. The cylindrical elements 24 are arranged so that their base face, determined by the base 26 and their length 1 is in the exit plane of the upstream reflector 20, parallel to each other and perpendicular to the plane of symmetry P of the upstream reflector 20. The faces reflective left 26a and right 26b, in FIG. 9, of each of these downstream reflective elements 23 are constituted respectively by the extreme right edges 26b and left 26a of two successive cylindrical elements 24.

La détermination de la courbure de l'ellipse E formant les côtés 26a et 26b s'effectue à partir de l'angle β souhaité pour le type d'éclairage que doit fournir le luminaire. Cet angle β détermine le rapport e2/h représentant le rapport de l'écartement de deux éléments cylindriques successifs 24 sur la hauteur h de ces éléments, ainsi que le rapport e2/e1, où e1 représente la largeur de la base 26 puisque cette dernière valeur est liée à la hauteur h par l'équation de l'ellipse E. Les essais réalisés ont montré que, la plupart du temps, le rapport e2/e1 était compris entre 5 et et 20. La longueur e1 de la base 26 de l'élément cylindrique 24 est déterminée en fonction des dimensions globales du luminaire que l'on souhaite réaliser. Ces différents éléments étant déterminés, il est ensuite possible de construire l'ellipse E définie par ses deux foyers G et L et par un point F de cette ellipse E. Les points F et G constituent les deux extrémités du segment séparant deux éléments cylindriques 24 successifs, et le point L est constitué par l'intersection d'un rayon extrême R6 issu du point F et d'incidences β, avec la zone d'éclairement uniforme 33.The curvature of the ellipse E forming the sides 26a and 26b is determined from the angle β desired for the type of lighting that the luminaire must provide. This angle β determines the ratio e2 / h representing the ratio of the spacing of two successive cylindrical elements 24 to the height h of these elements, as well as the ratio e2 / e1, where e1 represents the width of the base 26 since this latter value is linked to the height h by the equation of the ellipse E. The tests carried out have shown that, most of the time, the ratio e2 / e1 was between 5 and and 20. The length e1 of the base 26 of the cylindrical element 24 is determined as a function of the overall dimensions of the luminaire which it is desired to produce. These different elements being determined, it is then possible to construct the ellipse E defined by its two foci G and L and by a point F of this ellipse E. The points F and G constitute the two ends of the segment separating two cylindrical elements 24 successive, and the point L is formed by the intersection of an extreme radius R6 coming from the point F and incidences β, with the uniform illumination zone 33.

On constate ainsi que pour un réflecteur amont donné il est possible d'ajuster, l'angle β, et l'étendue de la surface éclairée en jouant sur la forme et la dimension des éléments cylindriques utilisés en tant que réflecteurs aval.It can thus be seen that for a given upstream reflector it is possible to adjust, the angle β, and the extent of the illuminated surface by varying the shape and the size of the cylindrical elements used as downstream reflectors.

Cette disposition permet de plus de diminuer, de façon substantielle la hauteur des moyens réflecteurs aval, et donc, en conséquence, l'encombrement et le coût du luminaire lui-­même.This arrangement also makes it possible to reduce, substantially, the height of the downstream reflecting means, and therefore, consequently, the size and the cost of the luminaire itself.

Les éléments cylindriques 24 formant les réflecteurs sont constitués d'un support fait, par exemple, d'un matériau de synthèse, recouvert, de préférence par métallisation, d'un revêtement d'aluminium, ou de tout matériau à pouvoir réflecteur élevé.The cylindrical elements 24 forming the reflectors consist of a support made, for example, of a synthetic material, covered, preferably by metallization, with an aluminum coating, or any material with high reflecting power.

La présente invention permet ainsi de réaliser un système d'éclairage qui puisse, en fonction de conditions spécifiques d'éclairement souhaitées, dans un local donné s'adapter en jouant de façon appropriée sur ses éléments réflecteurs.The present invention thus makes it possible to produce a lighting system which can, depending on specific lighting conditions desired, in a given room adapt by playing appropriately on its reflective elements.

Afin de faciliter cette opération, compte tenu de l'encombrement réduit des éléments réflecteurs aval, l'installateur pourra disposer d'une série d'éléments cylindriques 24 de profils et de dimensions différents ce qui lui permettra de choisir, sur place, au moment de l'installation le type d'éléments réflecteur aval le mieux adapté au local.In order to facilitate this operation, given the reduced size of the downstream reflecting elements, the installer may have a series of cylindrical elements 24 of different profiles and dimensions which will allow him to choose, on site, at the time the type of downstream reflector element best suited to the room.

Claims (6)

1.- Luminaire, comprenant une source lumineuse cylindrique (3), un premier élément réflecteur (1,20) symétrique par rapport à un plan (P) contenant l'axe longitudinal de la source lumineuse cylindrique (3), du type apte à fournir, à partir de ladite source lumineuse cylindrique (3) une zone d'éclairement uniforme (6) plane, perpendiculaire au plan (P), à une distance donnée (d) de son ouverture de sortie (7) et au moins un second élément réflecteur (5,23), symétrique par rapport à un plan (Q), du type apte à fournir, à partir d'une source lumineuse plane (7) située dans son plan de base, perpendiculaire, à ce plan (Q), une zone d'éclairement uniforme (6′,33) à une distance donnée (d) de son plan de base caractérisé en ce que ce second élément réflecteur (5,23) est disposé en aval du premier, de façon telle que son plan de symétrie (Q) soit perpendiculaire à la fois à celui (P) du premier élément réflecteur et à la zone d'éclairement uniforme (6), et en ce que son plan de base est confondu avec le plan de sortie du premier élément réflecteur (1,20).1.- Luminaire, comprising a cylindrical light source (3), a first reflective element (1,20) symmetrical with respect to a plane (P) containing the longitudinal axis of the cylindrical light source (3), of the type suitable for providing, from said cylindrical light source (3) a uniform illumination zone (6) plane, perpendicular to the plane (P), at a given distance (d) from its outlet opening (7) and at least a second reflective element (5,23), symmetrical with respect to a plane (Q), of the type capable of supplying, from a plane light source (7) situated in its base plane, perpendicular to this plane (Q) , a uniform illumination area (6 ′, 33) at a given distance (d) from its base plane, characterized in that this second reflective element (5,23) is arranged downstream of the first, so that its plane of symmetry (Q) is perpendicular both to that (P) of the first reflecting element and to the uniform illumination zone (6), and in that its base plane coincides with the exit plane of the first reflective element (1,20). 2.- Luminaire suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le premier élément réflecteur (1,20) est constitué d'un réflecteur tel que la section droite (1b) d'un demi-réflecteur (1,20), située d'un côté du plan de symétrie (P), comporte une première partie courbe (AB) constituée d'au moins un arc de développante de cercle, ou d'un arc de cercle, s'étendant à partir du plan de symétrie (P) jusqu'à une extrémité (B) située sur un premier rayon extrême (R1) tangent à la source lumineuse cylindrique (3) et passant par une première extrémité (6a) de la zone d'éclairement uniforme (6) qui est située de l'autre côté du plan de symétrie (P), et une seconde partie courbe (BC) se raccordant tangentiellement à la première partie courbe (AB), et de forme telle que tous les, rayons tangentiels émis à partir de la source lumineuse cylindrique (3) et tombant sur cette seconde partie courbe (AB) soient réfléchis vers la première extrémité (6a) de la zone d'éclairement uniforme (6) située de l'autre côté du plan de symétrie, cette seconde partie courbe se terminant en un point extrême (C) situé sur un second rayon extrême (R4) tangent à la source lumineuse cylindrique (3) et passant par la seconde extrémité (6b) de la zone d'éclairement uniforme (6) qui est située du premier côté du plan de symétrie (P), et en ce que le second élément réflecteur est tel que la section droite de chaque demi-réflecteur situé d'un côté du plan Q de symétrie, a la forme d'un arc d'ellipse (E) dont les deux foyers sont constitués respectivement par la première extrémité (G) du segment séparant les parties antérieures des deux demi-réflecteurs, et par la première extrémité (6d,L) de la zone d'éclairement uniforme (6′,33), cet arc d'ellipse (E) s'étendant de la seconde extrémité (F) du segment (FG) située du premier côté du plan de symétrie (Q) et le point d'intersection de l'ellipse (E) avec le rayon direct (R6) allant de la première extrémité (G) du segment (FG) à la seconde extrémité (6c) de la zone d'éclairement uniforme, symétrique de la première (6d,L) par rapport au plan (Q).2. A luminaire according to claim 1 characterized in that the first reflective element (1.20) consists of a reflector such that the cross section (1b) of a half-reflector (1.20), located one side of the plane of symmetry (P), has a first curved part (AB) consisting of at least one involute arc of a circle, or an arc of a circle, extending from the plane of symmetry (P) up to an end (B) located on a first extreme radius (R1) tangent to the cylindrical light source (3) and passing through a first end (6a) of the uniform illumination zone (6) which is situated on the other side of the plane of symmetry (P), and a second curved part (BC) tangentially connecting to the first curved part (AB), and so shaped that all the tangential rays emitted from the cylindrical light source (3) and falling on this second curved part (AB) are reflected towards the first end (6a) of the uniform illumination zone (6) located on the other side of the plane of symmetry, this second curved part ending at an end point (C) located on a second end radius (R4) tangent to the cylindrical light source (3) and passing through the second end (6b ) of the uniform illumination zone (6) which is situated on the first side of the plane of symmetry (P), and in that the second reflecting element is such that the cross section of each half-reflector situated on one side of the plane Q of symmetry, in the form of an elliptical arc (E) of which the two focal points are constituted respectively by the first end (G) of the segment separating the anterior parts of the two half-reflectors, and by the first end (6d, L) of the uniform illumination zone (6 ′, 33), this arc d ellipse (E) extending from the second end (F) of the segment (FG) located on the first side of the plane of symmetry (Q) and the point of intersection of the ellipse (E) with the direct radius (R6 ) going from the first end (G) of the segment (FG) to the second end (6c) of the uniform illumination zone, symmetrical of the first (6d, L) with respect to the plane (Q). 3.- Luminaire suivant la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de seconds éléments réflecteurs (23), les parois de chacun de ces éléments réflecteurs étant constituées d'une série d'éléments cylindriques (24) parallèles, perpendiculaires au plan (P), de section telle que chacune de leurs faces latérales constituent respectivement un demi réflecteur (26a,26b) de deux réflecteurs adjacents (23), la hauteur (h) et l'écartement (e2) de deux éléments cylindriques (24) successifs étant déterminés par l'angle β représentant l'angle de réflection maximum succeptible d'être fourni par l'élément réflecteur (23).3. A luminaire according to claim 2 characterized in that it comprises a set of second reflective elements (23), the walls of each of these reflective elements being made up of a series of cylindrical elements (24) parallel, perpendicular to the plane (P), of section such that each of their lateral faces respectively constitute a half reflector (26a, 26b) of two adjacent reflectors (23), the height (h) and the spacing (e2) of two successive cylindrical elements (24) being determined by the angle β representing the maximum angle of reflection capable of being supplied by the reflective element (23). 4.- Luminaire suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le rapport de l'espacement (e2) de deux éléments cylindriques (24) successifs sur la largeur (e1) de la base de ces éléments cylindriques (24) est compris entre 5 et 20.4. A luminaire according to claim 3 characterized in that the ratio of the spacing (e2) of two successive cylindrical elements (24) over the width (e1) of the base of these cylindrical elements (24) is between 5 and 20. 5.- Luminaire suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les éléments cylindriques (24) sont constitués d'un matériau de synthèse recouvert sur ces deux faces latérales d'un dépôt métallique réfléchissant.5. A luminaire according to any one of the preceding claims, characterized in that the cylindrical elements (24) consist of a synthetic material covered on these two lateral faces with a reflective metallic deposit. 6.- Luminaire suivant la revendication 5 caractérisé en ce que le dépôt métallique réfléchissant est déposé par métallisation.6. A luminaire according to claim 5 characterized in that the reflective metallic deposit is deposited by metallization.
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