FR2772115A1

FR2772115A1 - Illuminateur de surface

Info

Publication number: FR2772115A1
Application number: FR9811254A
Authority: FR
Inventors: Albert G Choate
Original assignee: Optical Gaging Products Inc
Current assignee: Optical Gaging Products Inc
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 1999-06-11
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: FR2772115B1; US5897195A; DE19837797A1; JPH11242162A

Abstract

Un illuminateur de surface comporte un réseau cylindrique ou tronconique de diodes électroluminescentes (32) produisant des faisceaux de lumière collimatés qui sont dirigés sur des surfaces inclinées formées sur la périphérie extérieure d'un diffuseur de type lentille de Fresnel (40), creux et de forme similaire, qui réfracte des couronnes de faisceaux de lumière vers la surface d'un article à illuminer (W), sous des angles d'incidence dans une plage de 15degre à 80degre. Le réseau de diodes électroluminescentes est entouré par une carte de circuit (34) qui fournit de l'énergie pour éclairer sélectivement les diodes. Les saillies prismatiques qui sont formées sur la surface périphérique extérieure du diffuseur ont des formes qui diffèrent en fonction de l'angle d'incidence désiré pour les faisceaux de lumière que le diffuseur doit projeter sur l'article.

Description

Cette invention concerne des illuminateurs de surface, et elle concerne

plus particulièrement un

tel illuminateur perfectionné qui utilise des sour-

ces de lumière à diodes électroluminescentes (ou

DEL) qui sont disposées d'une manière originale.

L'invention concerne plus particulièrement un illu-

minateur de surface à DEL perfectionné employant de nouveaux éléments diffuseurs de type Fresnel qui

produisent une illumination sous des angles d'inci-

dence plus élevés que ce qui était précédemment pos-

sible avec des illuminateurs connus de l'art anté-

rieur. Dans de nombreux illuminateurs connus, on a

employé de façon habituelle des diodes électrolumi-

nescentes (DEL) pour produire une variété de sources de lumière pour illuminer un article. On pourra voir par exemple les brevets des E.U.A. n 4 893 223 et

n 5 038 258. Plus récemment, le brevet des E.U.A.

n 5 690 417, qui appartient à la demanderesse de la présente invention, a décrit l'utilisation de DEL dans des illuminateurs de surface, conjointement à une lentille de Fresnel associée, pour rediriger vers un article à inspecter de la lumière provenant

de lampes à DEL. Dans ce brevet, les DEL sont orga-

nisées en réseaux espacés en direction radiale, dis-

posés de façon coaxiale, avec les extrémités d'émis-

sion de lumière des DEL disposées dans un plan com-

mun, et dans une configuration dans laquelle des

faisceaux de lumière qui sont ainsi émis sont diri-

gés le long d'axes parallèles et espacés. La len-

tille de Fresnel associée redirige les faisceaux, de façon angulaire, vers un article. Un tel dispositif est capable de procurer une illumination sous des angles d'incidence dans une plage ayant un maximum

d'environ 45 .

Un but de cette invention est donc de procu-

rer un illuminateur de surface perfectionné qui uti-

lise des lampes à DEL pour produire une illumina-

tion, mais qui ait également la possibilité de pro-

duire une illumination sous des angles d'incidence

plus élevés que ce qui était possible jusqu'à pré-

sent. Encore un autre but de cette invention est de procurer un illuminateur de surface perfectionné qui utilise des lampes à DEL et des cartes de circuit flexibles associées qui permettent de disposer les

lampes sélectivement, en réseaux cylindriques ou co-

niques. Un but plus spécifique de cette invention est de procurer un illuminateur à DEL perfectionné du type décrit, qui utilise en combinaison avec les sources de lumière à DEL, des diffuseurs de type

Fresnel, modifiés ou hybrides, qui permettent de ré-

fracter et de diriger des faisceaux de lumière vers un article sous des angles d'incidence dans une

plage comprise entre 15 et 800.

Un illuminateur à DEL de conception par ailleurs classique comporte un réseau cylindrique ou tronconique de sources de lumière ou de lampes à DEL produisant des faisceaux de lumière collimatés qui

sont dirigés sur les sillons formés dans des diffu-

seurs de type Fresnel de forme similaire (c'est-à-

dire de forme cylindrique ou tronconique) qui ré-

fractent et dirigent des faisceaux de lumière vers la surface d'un article, sous des angles d'incidence d'une valeur quelconque dans une plage allant de 15 à 80 . Le réseau de DEL (cylindrique ou tronconique)

entoure le diffuseur de type Fresnel associé, en po-

sition coaxiale par rapport à celui-ci, et il est entouré à son tour par une carte de circuit qui fournit sélectivement l'énergie pour éclairer les DEL dans leur réseau. Pour produire des faisceaux qui sont dirigés sur un article sous divers angles d'incidence, un

ensemble de sillons circonférentiels, espacés en di-

rection axiale, sont formés sur les surfaces péri-

phériques extérieures des diffuseurs de type Fres-

nel, et ces sillons ont en majeure partie une sec-

tion transversale de forme générale triangulaire, pour former ainsi des saillies annulaires en forme

de prisme sur la surface extérieure du diffuseur.

Comme dans une lentille de Fresnel classique, les saillies en forme de prisme ne sont pas identiques,

mais ont une forme qui diffère en fonction de l'an-

gle d'incidence désiré des faisceaux de lumière qui

sont ainsi projetés sur l'article qui doit être exa-

miné.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture

de la description qui va suivre de modes de réalisa-

tion, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La

suite de la description se réfère aux dessins an-

nexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation latérale

partielle d'un illuminateur de surface et d'un sup-

port d'article fabriqués conformément à un mode de réalisation de l'invention, des parties du boîtier de l'illuminateur étant arrachées et représentées en coupe pour les besoins de l'illustration; La figure 2 est une vue en plan de dessous de

cet illuminateur, avec une partie du boîtier arra-

chée; La figure 3 est une coupe partielle, faite de façon générale selon la ligne 3-3 de la figure 2, en

regardant dans la direction des flèches, et elle il-

lustre de façon plus détaillée le diffuseur de type

Fresnel qui est employé dans l'invention pour diri-

ger sur un article des faisceaux de lumière prove- nant des lampes à DEL associées; et

La figure 4 est une coupe partielle, simi-

laire de façon générale à celle qui est représentée

sur la figure 3, mais illustrant une forme diffé-

rente du diffuseur de type Fresnel et des lampes à

DEL qui lui sont associées.

En se référant maintenant au mode de réalisa-

tion qui est représenté sur les figures 1 à 3, on note que la référence 10 désigne de façon générale

un illuminateur de surface comprenant un boîtier su-

périeur 12, ayant la forme générale d'une cuvette

renversée, et ayant une ouverture circulaire cen-

trale 14 dans son extrémité supérieure fermée. L'ou-

verture 14 coiïncide avec la lentille d'entrée 15

d'une structure de système optique classique conte-

nue dans un boîtier 16 qui est fixé par une équerre

17 et un écrou 18 sur la surface supérieure du boî-

tier 12. Comme indiqué ci-après de façon plus dé-

taillée, le système optique dans le boîtier 16 est disposé de façon à recevoir et à produire l'image

d'un article W qui est monté sur un support S clas-

sique au-dessous de l'illuminateur 10.

Un boîtier inférieur 21 est monté en position

coaxiale, à son extrémité supérieure, dans l'extré-

mité inférieure du boîtier supérieur 12. Un système optique de génération d'image 22 de type classique est fixé dans le fond du boîtier inférieur 21 et fait saillie à partir du fond, en position coaxiale par rapport à ce dernier, et il comprend une lentille de formation d'image 23, qui est entourée en position

adjacente à son extrémité supérieure, par un illumi-

nateur à fibres optiques 24 classique. L'image pro-

duite par la lentille 23 est transmise au système optique dans le boîtier 16 par des moyens classiques qui ne font pas partie de cette invention. Un grand boîtier ou capot en métal 25, ayant la forme géné-

rale d'une cuvette, est fixé à son extrémité supé-

rieure ouverte sur la face inférieure du boîtier 21, en position coaxiale par rapport à ce dernier, et il

s'étend vers le bas au-dessous du boîtier 21. Le ca-

pot 25 comporte dans son extrémité inférieure fermée

26 une grande ouverture circulaire 27 qui est dispo-

sée en position coaxiale par rapport au système de lentilles 22, et il est positionné au-dessus de

l'article W monté sur le support S, et en coinci-

dence avec cet article.

Un boîtier de lampe annulaire, qui est dési-

gné de façon générale par la référence 30, est fixé sur la face inférieure du boîtier 21 et fait saillie

à partir de celle-ci, en position coaxiale, en en-

trant dans le capot 26 dans une position située à

l'extérieur de l'ouverture 27, en direction radiale.

Dans le mode de réalisation qui est illustré, le boîtier 30 formant une paroi annulaire est traversé

par trois cent quatre-vingt-quatre ouvertures radia-

les disposées en huit couronnes espacées en direc-

tion axiale, avec quarante-huit ouvertures équidis-

tantes par couronne, et avec les axes centraux ou lignes médianes axiales de toutes les ouvertures dans chaque couronne s'étendant radialement à partir de l'axe central ou ligne médiane axiale du boîtier et contenus dans un plan commun qui s'étend en direction normale à l'axe central du boîtier 30. Une diode électroluminescente (DEL) classique est fixée

en position coaxiale dans chacune des ouvertures ra-

diales précitées dans le boîtier 30, et chacune de ces lampes est désignée dans les dessins par la référence 32, du fait que les DEL sont identiques. Cependant, simplement pour faciliter l'identification des huit couronnes de lampes à DEL qui sont employées dans ce

mode de réalisation, les désignations des huit lam-

pes espacées en direction verticale qui sont repré- sentées sur la figure 3 sont suivies par les index numériques Ri à R8, pour indiquer que les lampes 32

dans la couronne éloignée de l'article W sont con-

tenues dans la couronne Ri, tandis que les lampes dans la couronne la plus proche de l'article W

sont contenues dans la couronne R8.

Les extrémités de lampes 32 qui sont éloi-

gnées de leurs extrémités émettrices de lumière font légèrement saillie hors des extrémités extérieures de leurs cavités associées dans le boîtier 30, et

viennent en contact avec la face d'une carte de cir-

cuit imprimé annulaire 34 qui entoure la surface pé-

riphérique extérieure du boîtier 30 et est fixée à cette dernière entre le fond du boîtier 21 et le

fond 26 du capot 25. L'extrémité émettrice de lu-

mière de chacune des diodes électroluminescentes 32 fait face à l'axe central du boîtier 21 et du capot , et une lentille collimatrice est fixée sur cette

extrémité et elle dirige la lumière collimatée pro-

venant de la DEL 32 associée dans une direction ra-

diale par rapport à l'axe du capot 25, et parallèle-

ment aux faisceaux qui sont émis par les autres DEL.

Un élément diffuseur de type Fresnel annu-

laire, désigné de façon générale par la référence 40, est fixé au boîtier 21 et à l'extrémité fermée

du capot 25, en s'étendant en position coaxiale en-

tre eux, en étant situé du côté intérieur du boîtier

de support de lampe 30 en direction radiale. Le dif-

fuseur 40, qui peut être en verre ou en une matière plastique, est traversé par une cavité axiale qui est disposée de façon coaxiale par rapport au capot et au système de lentilles de projection d'image

22, et qui forme dans l'élément 40 une surface péri-

phérique intérieure lisse 41. D'autre part, huit sillons circonférentiels espacés en direction axiale sont formés dans la surface périphérique extérieure de l'élément 40, et chacun de ces sillons est défini

par deux surfaces sécantes S1 et S2, parmi lesquel-

les la première est inclinée vers le haut à partir d'un plan qui s'étend à travers l'intersection des

surfaces et est normal à l'axe de l'élément diffu-

seur 40, et la dernière est inclinée vers le bas à partir d'un tel plan. Sur la figure 3, seules les deux surfaces sécantes S1 et S2 du sillon le plus

élevé dans l'élément 40 (le sillon éloigné de l'ar-

ticle W et immédiatement adjacent à la face infé-

rieure du boîtier 21) a ses deux surfaces sécantes

identifiées respectivement par S1 et S2, mais on no-

tera que les deux surfaces sécantes de chacun des sept sillons restants ont de façon similaire une surface (Si) inclinée vers le haut à partir d'un plan sécant qui s'étend dans une direction normale à

l'axe de l'élément 40, et l'autre surface (S2) in-

clinée vers le bas à partir du plan sécant associé.

De plus, comme représenté sur la figure 3, les ex-

trémités émettrices de lumière des DEL 32 dans cha-

cune des huit couronnes coïncident avec l'une des huit surfaces inclinées vers le bas, S2, qui sont formées sur la surface périphérique extérieure de

l'élément 40, et ces extrémités dirigent de la lu-

mière collimatée vers l'une respectives de ces sur-

faces. En d'autres termes, chacune des couronnes Ri

à R8 de lampes 32 coincide avec l'une des huit sur-

faces inclinées vers le bas S2 qui sont formées sur

la périphérie extérieure du diffuseur 40.

Le diffuseur 40 fonctionne de façon similaire

à une lentille de Fresnel classique de façon à ré-

fracter la lumière, du fait que les faisceaux lumi-

neux séparés sont déviés vers un foyer commun. Par

exemple, comme représenté plus clairement sur la fi-

gure 3, l'angle sous lequel une surface S2 respec-

tive est inclinée vers le bas à partir du plan d'in- tersection associé, augmente à partir d'une valeur minimale pour l'inclinaison angulaire de la surface S2 la plus élevée, qui coïncide avec la couronne R1,

jusqu'à un angle d'inclinaison maximal pour la sur-

face S2 la plus basse, comme représenté sur la fi-

gure 3, c'est-à-dire la surface S2 immédiatement ad-

jacente à la paroi de fond 26 du capot 25, et en

coïncidence avec la couronne R8. Le résultat con-

siste en ce que l'angle d'incidence sous lequel les faisceaux de lumière provenant des DEL 32 dans une couronne respective rencontrent la surface S2 en

coïncidence, sur son élément 40, diffère pour cha-

cune des couronnes R1 à R8. A son tour, l'angle sous lequel les faisceaux de lumière de chaque couronne

sont réfractés diffère de façon similaire de cou-

ronne en couronne, et comme représenté par les fais-

ceaux qui sont indiqués par des lignes en pointillés

sur la figure 3, l'angle de réfraction diminue de-

puis un maximum pour les faisceaux de la couronne

R1, jusqu'à un minimum pour ceux de la couronne R8.

L'avantage d'employer un réseau annulaire de

DEL en combinaison avec un élément diffuseur annu-

laire du type indiqué en 40 sur les figures 1 à 3, consiste en ce qu'il est ainsi possible de diriger

de la lumière sur l'article W sous des angles d'in-

cidence notablement plus élevés que ce qui était

possible précédemment avec des illuminateurs de sur-

face antérieurs connus. Comme représenté par exemple sur la figure 3, le premier mode de réalisation de cette invention, qui utilise un réseau cylindrique de DEL 32 en combinaison avec l'élément diffuseur cylindrique 40, permet la projection de faisceaux de

lumière sur l'article sous un angle d'incidence aus-

si faible qu'environ 40 , et s'élevant jusqu'à un

maximum d'environ 800. Chacun de ces faisceaux cons-

titue un faisceau circulaire qui entoure l'article W, de façon que la surface entière de l'article soit enveloppée par des réseaux circulaires de faisceaux de lumière qui tombent sur la surface de l'article sous différents angles d'incidence, ici encore comme

représenté à titre d'exemple par les lignes en poin-

tillés (et les flèches) sur la figure 3.

Pour commander le fonctionnement des DEL 32, il est possible d'exciter sélectivement des groupes sélectionnés de lampes 32 dans une couronne donnée, ou divers secteurs des couronnes Ri à R8. A titre

d'exemple, chaque couronne Ri à R8 pourrait être di-

visée en huit secteurs avec six lampes 32 dans cha-

que secteur. Chaque secteur pourrait alors être ex-

cité sélectivement par des moyens de commande de circuit du type qui est décrit par exemple dans le brevet des E.U.A. n 5 690 417 précité, qui a été délivré le 25 novembre 1997. Ce brevet décrit une structure de circuit et une unité de commande pour celle-ci, pour exciter sélectivement des DEL du type décrit ici, et certaines de ces DEL dans le brevet précité sont disposées en réseaux circulaires, et

avec la possibilité d'exciter sélectivement des sec-

teurs en arc d'un réseau circulaire respectif, par

le circuit qui est décrit dans ce brevet. Par consé-

quent, dans la mesure nécessaire pour permettre à

l'homme de l'art d'effectuer une excitation sélec-

tive des DEL qui sont décrites dans la présente de-

mande, la demanderesse fait référence au brevet des E.U.A. n 5 690 417 précité, et en particulier aux

figures 5 et 6 de ce brevet.

En se référant maintenant au mode de réalisa-

tion représenté sur la figure 4, dans lequel des ré-

férences numériques similaires sont utilisées pour désigner des éléments similaires à ceux décrits dans le premier mode de réalisation, on note que la réfé- rence 50 désigne de façon générale un boîtier de

lampe annulaire modifié qui, contrairement au boî-

tier 40, a une configuration tronconique, au lieu

d'avoir une configuration cylindrique. Comme le boi-

tier 40, le boîtier 50 est fixé sur la face infé-

rieure du boîtier 21 et fait saillie à partir de cette face inférieure à l'intérieur du capot 26,

avec son extrémité supérieure disposée dans une re-

lation d'espacement radiale vis-à-vis du système op-

tique 22, et avec son extrémité inférieure disposée dans une relation d'espacement radiale vis-à-vis de

l'ouverture 27 dans la paroi inférieure 26 du boî-

tier 25. Cependant, dans ce mode de réalisation, le boîtier de forme tronconique 50 contient trois cent

vingt ouvertures radiales semblables, qui sont dis-

posées en huit couronnes espacées axialement dans le boîtier, avec quarante ouvertures radiales équidistantes par couronne. De plus, bien que les

axes ou lignes médianes axiales de toutes ces ou-

vertures dans chaque couronne s'étendent radiale-

ment par rapport à l'axe ou ligne médiane axiale du boîtier 50, les axes ou lignes médianes axiales

de toutes les ouvertures radiales dans une cou-

ronne respective ne sont pas contenus dans un plan commun qui s'étend dans une direction normale à l'axe du boîtier, comme dans le premier mode de réalisation, mais ils sont contenus à la place

dans une surface conique qui est disposée en posi-

tion coaxiale par rapport à l'axe du boîtier 50,

et dont le sommet se trouve sur cet axe.

Comme dans le premier mode de réalisation, une diode électroluminescente (DEL) classique 32 est

fixée en position coaxiale dans chacune des ouvertu-

res radiales dans le boîtier 50 et son extrémité éloignée de son extrémité émettrice de lumière s'étend à travers l'extrémité extérieure d'une ouverture respective et vient en contact avec une carte de circuit imprimé 54, de forme tronconique, qui est fixée à la surface extérieure du boîtier 50, et entoure cette dernière,. pour fournir l'énergie pour alimenter sélectivement les lampes 32 dans le

boîtier 50. Comme sur la figure 3 relative au pre-

mier mode de réalisation, la figure 4 illustre seu-

lement huit lampes 32 qui sont espacées les unes des autres en direction axiale entre les extrémités du boîtier 50, et chacune des lampes illustrées est disposée dans l'une des huit couronnes différentes qui sont identifiées, sous la forme de suffixes au nombre 32, comme étant des couronnes Ri à R8, la couronne Ri étant la couronne de lampes qui serait adjacente au fond du boîtier 21, et la couronne R8 étant la couronne de lampes qui est immédiatement adjacente à l'extrémité fermée 26 du capot 25. Les extrémités émettrices de lumière des lampes 32 sont dirigées vers l'axe du boîtier 50, avec l'axe de

chaque faisceau collimaté s'étendant dans une direc-

tion normale à la surface de la carte de circuit 54, et sous un angle d'inclinaison par rapport au plan

de la paroi inférieure 26 du capot 25.

Un élément diffuseur de type Fresnel de forme tronconique, qui est désigné de façon générale par

la référence 60, est fixé au boîtier 21 et à l'ex-

trémité fermée du capot 25, et il s'étend en posi-

tion coaxiale entre ceux-ci, en étant situé du côté intérieur du boîtier 50, en direction radiale. Comme

l'élément 40, l'élément 60 est constitué par un ma-

tériau du type verre ou matière plastique, et il a

une paroi de cavité interne lisse 61, qui a une con-

figuration tronconique, et qui s'étend parallèlement à une surface conique contenant le boîtier de lampe tronconique 50. Un ensemble de cavités circulaires (cinq dans le mode de réalisation qui est illustré) sont formées dans la surface périphérique extérieure

de l'élément diffuseur 60, et chacune d'elles coïn-

cide avec l'une des couronnes R1 à R5 de lampes 32 dans le boîtier 50. Comme dans le premier mode de réalisation, chacune des cinq cavités est formée par deux surfaces sécantes S1 et S2. Sur la figure 4, deux de ces surfaces dans le sillon qui coïncide avec la couronne R2 sont respectivement identifiées par Si et S2; on comprendra cependant que chacune des quatre couronnes restantes R1, R3, R4 et R5 a

des surfaces sécantes S1 et S2.

* Comme dans le premier mode de réalisation, les faisceaux provenant de chacune des lampes 32 dans les couronnes R1 à R5 dirigent de la lumière

vers une surface en coïncidence S2 de l'élément 60.

Egalement comme dans le premier mode de réalisation, l'angle d'inclinaison vers le bas des surfaces S2 augmente à partir d'un minimum pour la surface Si qui coïncide avec la couronne R1, jusqu'à un maximum pour la surface S2 qui fait partie du sillon qui coïncide avec la couronne R5. Pour le reste de l'élément 60 - c'est-à-dire la partie de sa surface

périphérique extérieure qui coïncide avec les cou-

ronnes R6, R7 et R8 - au lieu que des sillons soient

formés à l'intérieur, trois surfaces presque annu-

laires, S6, S7 et S8, qui coïncident respectivement avec les couronnes R6, R7 et R8, sont formées sur la surface extérieure de l'élément 60. Par rapport à un

plan imaginaire qui s'étend dans une direction nor-

maie à l'axe de l'élément 60, chacune des surfaces S6, S7 et S8 a un angle d'inclinaison vers le bas

dans un tel plan qui présente des valeurs progressi-

vement croissantes, jusqu'à ce que la surface S8 s'étende dans une direction presque normale à la

surface de la paroi de fond 26 du capot.

Du fait de cette structure, et comme repré- senté plus clairement sur la figure 4, les faisceaux de lumière qui sont produits par les lampes 32 dans la couronne R8 ne sont presque pas réfractés, et par

conséquent la couronne de lumière qui est ainsi pro-

duite tombe sur la surface de l'article W sous un angle d'incidence d'environ 80 . D'autre part, les faisceaux de lumière provenant de lampes 32 dans la couronne Rl, tombant sur la surface supérieure S2

sur la figure 4, sont réfractés vers le bas par rap-

port à la surface de l'article W, sous un angle d'incidence d'environ 15 ; et cet angle augmente pour chaque couronne de lumière successive qui est

produite par les lampes dans les couronnes R2 à R8.

D'après ce qui précède, il ressort que la présente invention procure des moyens relativement simples et économiques pour augmenter notablement

l'aptitude d'un illuminateur du type décrit à pro-

duire une variété de faisceaux de lumière ayant une

très large plage d'angles d'incidence pour les fais-

ceaux respectifs. Bien que la plupart des disposi-

tifs d'illuminateurs actuels du type décrit soient capables de diriger des faisceaux de lumière sur un article sous un angle d'incidence s'élevant au-delà de 45 , la présente invention augmente notablement

cette plage, sur toute l'étendue allant de 80 jus-

qu'à 15 . Dans une aussi large plage, il est possi-

ble d'illuminer de façon satisfaisante les plus com-

plexes des surfaces d'articles, soit par l'illumina-

tion de toutes les DEL d'un support de lampes 30 ou 50 respectifs, soit par l'excitation sélective de

leurs DEL dans le but d'illuminer des parties sélec-

tives d'un article. A cet égard, bien que certains

des modes de réalisation aient été limités à un cer-

tain nombre de couronnes de DEL dans un support de lampes respectif, et à un certain nombre de DEL dans une couronne respective, il apparaîtra à l'homme de l'art que le nombre de couronnes, et/ou le nombre de lampes dans une couronne ou un support respectif

peuvent être modifiés sans sortir du cadre de l'in-

vention.

Il va de soi que de nombreuses autres modifi-

cations peuvent être apportées au dispositif décrit

et représenté, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Illuminateur de surface comprenant un pre- mier boîtier (25) ayant à l'intérieur une cavité axiale et un système de lentilles (22) dans cette5 cavité, adjacent à une extrémité du boîtier (25), pour produire une image de la surface illuminée d'un

article (W) se trouvant dans une position prédéter-

minée au-delà d'une ouverture (27) formée dans l'ex-

trémité opposée du premier boîtier (25), et en coïn-

cidence avec cette ouverture, caractérisé en ce

qu'il comprend des moyens perfectionnés pour illumi-

ner la surface de l'article (W), comportant: un se-

cond boîtier (30) monté dans le premier boîtier (25) et ayant à l'intérieur une cavité axiale disposée de façon coaxiale par rapport à la ligne médiane axiale

de la cavité dans le premier boîtier (25); un ensem-

ble de sources de lumière collimatées (32), ayant chacune une extrémité émettrice de lumière, ces sources de lumière (32) étant montées dans le second boîtier (30) de manière mutuellement espacées, et

avec leurs extrémités émettrices de lumière débou-

chant dans la cavité du second boîtier (30), en ré-

seaux circulaires espacés en direction axiale qui sont disposés de manière coaxiale par rapport à la ligne précitée, chacune des sources de lumière (32) pouvant être excitée sélectivement pour produire un

faisceau de lumière collimaté dont la direction ren-

contre la ligne précitée sous un angle prédéterminé;

et un élément de lentille (40) de forme générale an-

nulaire, monté de manière coaxiale dans la cavité dans le second boîtier (30), et ayant une surface périphérique extérieure faisant face aux extrémités émettrices de lumière des sources de lumière (32), et une surface périphérique intérieure disposée de façon coaxiale par rapport à l'ouverture (27) dans

le premier boîtier (25), la surface périphérique ex-

térieure de l'élément précité (40) ayant un ensemble

de surfaces de réfraction de lumière (Sl, S2) cir-

conférentielles, espacées en direction axiale, for-

mées de manière coaxiale par rapport à la ligne pré- citée, chacune d'elles coïncidant avec un réseau

circulaire (R1-R8) différent des extrémités émettri-

ces de lumière des sources de lumière (32), pour re-

diriger des faisceaux de lumière provenant du réseau en coïncidence vers l'ouverture (27) dans le premier boîtier (25) et sur la surface de l'article (W) en

coïncidence, et les différentes surfaces de réfrac-

tion (Sl, S2) étant inclinée d'angles respectivement différents par rapport à la ligne précitée, grâce à

quoi ces surfaces de réfraction dirigent des fais-

ceaux de lumière sur la surface de l'article (W)

sous des angles d'incidence respectivement diffé-

rents.

2. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que les surfaces de ré-

fraction (Sl, S2) dirigent des faisceaux de lumière sur la surface de l'article (W) sous des angles d'incidence compris dans une plage d'environ 15 à 800.

3. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que la direction du faisceau de lumière collimaté qui est produit par

chacune des sources de lumière (32) rencontre la li-

gne précitée sous un angle de 90 .

4. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que la cavité axiale dans le second boitier (30) est cylindrique et elle

est limitée par une paroi annulaire du second boî-

tier (30), et les sources de lumière (32) sont mon-

tées dans des ouvertures radiales dans la paroi an-

nulaire.

5. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 4, caractérisé en ce qu'il comprend une carte de circuit (34) entourant le second boîtier (30), et chacune des sources de lumière comprend une diode électroluminescente (32) montée dans l'une des ouvertures radiales dans la paroi annulaire, et dont

l'extrémité opposée à son extrémité émettrice de lu-

mière est connectée électriquement à la carte de circuit (34) pour une excitation sélective par cette

dernière.

6. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 4, caractérisé en ce que l'élément de len-

tille (40) a une configuration générale annulaire et il a une surface périphérique intérieure (41) lisse

disposée en position coaxiale par rapport à l'ouver-

ture (27) dans le fond du premier boîtier (25), et la surface périphérique extérieure de cet élément

(40) comporte un ensemble de sillons annulaires es-

pacés en direction axiale, formés de manière

coaxiale dans cette surface, chacun des sillons dé-

finissant une paire de surfaces circonférentielles sécantes (Sl, S2) sur la périphérie extérieure de l'élément de lentille (40), et l'une de ces surfaces circonférentielles de chaque paire sécante de ces surfaces définit l'une des surfaces de réfraction

(Sl, S2).

7. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 6, caractérisé en ce que les angles d'inci-

dence des faisceaux de lumière qui sont dirigés sur

la surface de l'article (W) par les surfaces de di-

fraction (Sl, S2) sont compris dans une plage allant

d'environ 40 à 800.

8. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 6, caractérisé en ce que le second boîtier (30) a une configuration générale annulaire et il est disposé de manière coaxiale dans une cavité

axiale dans la carte de circuit (34).

9. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que la direction du faisceau de lumière collimaté qui est produit par chacune des sources de lumière (32) rencontre la li-

gne précitée avec une orientation inclinée par rap-

port à un plan s'étendant dans une direction normale

à l'axe précité.

10. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 9, caractérisé en ce que la cavité axiale

dans le second boîtier (50) a une configuration gé-

nérale tronconique et elle est limitée par une paroi de cavité de forme correspondante du second boîtier

(50), la plus grande extrémité de cette paroi fai-

sant face à l'extrémité opposée précitée du premier

boîtier (25).

11. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 10, caractérisé en ce qu'il comprend une carte de circuit (54) entourant le second boîtier (50), et chacune des sources de lumière comprend une

diode électroluminescente (32) montée dans une ou-

verture parmi un ensemble d'ouvertures espacées qui

sont formées dans la paroi de cavité de forme coni-

que du second boîtier (50), et dont l'extrémité op-

posée à son extrémité émettrice de lumière est con-

nectée électriquement à la carte de circuit (54)

pour une excitation sélective par celle-ci.

12. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 10, caractérisé en ce que l'élément de len-

tille (60) a une configuration générale tronconique et il a respectivement des surfaces périphériques

coniques intérieure et extérieure disposées de ma-

nière coaxiale par rapport à l'ouverture (27) dans

le fond (26) du premier boîtier (25).

13. Illuminateur de surface selon la revendi-

cation 12, caractérisé en ce que la surface conique extérieure de l'élément de lentille (60) comporte un ensemble de sillons circulaires espacés en direction axiale, formés en position adjacente à une extrémité de cette surface et disposés de manière coaxiale par rapport à l'élément (60), chacun de ces sillons for- mant une surface parmi certaines des surfaces de ré-

fraction (S1, S2) sur l'élément (60), et un ensemble de surfaces circonférentielles (S6, S7), espacées en direction axiale, sont formées sur la surface coni-10 que extérieure, en position adjacente à son extrémi-

té opposée, et elles sont inclinées les unes par

rapport aux autres et par rapport à la ligne préci-

tée et définissent le reste des surfaces de réfrac-

tion.