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'Appareil d'éclairage sans ombres portées."
L'appareil faisant l'objet de la présente invention est un appareil destiné à l'éclairage d'une surface assez restreinte en supprimant les ombres portées, spécialement à l'usage des travaux de chirurgie, oden- toloe, gravure, etc.....
Il est basé sur un principe d'éclairage con- nu qui consiste à éclairer la surface ou les objets à examiner à l'aide d fun grand nombre de sources lumineuses disposées à une certaine.distance de cette surface ou de ces objets, et réparties suivant une couronne, vue de l'endroit à éclairer sous un diamètre apparent assez grand; ces sources pouvant être ou bien des foyers lumi- neux réels ou bien des foyers virtuels, obtenus par des
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transformations optiques (réflexions, réfractions...) à partir d'une ou plusieurs sources réelles.
Cet appareil est établi',en principe, pour utiliser une source lumineuse réelle unique. Dans ce but, il a déjà été établi de nombreux appareils ou dispositifs d'éclairage: le moyen généralement utilisé consiste à capter la majeure partie du flux lumineux de la source, à l'aide d'un dispositif optique approprié qui concentre cette lumière sur des miroirs plans ou des surfaces réflé- chissantes convenablement choisies, répartis autour du dis- positif central et qui, par leur orientation, renvoient la lumière sur l'objet ou le groupe d'objets à éclairer.
L'objet de la présente invention est un mode nouveau de réalisation basé sur les principes ci-des- sus. Il réside essentiellement dans l'utilisation, dans un appareil portatif, d'une source unique dont le flux lumi- neux est soumis à un triple jeu de réflexion à l'aide des trois éléments suivants : miroir parabolique, miroir cô- nique, miroirs plans découpés suivant des courbes spécia. les. Ces trois éléments, par leur forme, leur nature et leurs dispositions respectives, dont on trouvera ci des* sous la description, constituent les caractéristiques de l'invention.
Sur le dessin annexée 1 @
La figure 1 montre schématiquement une forme d'exécution possible du dispositif.
La figure 2 montre une variante dent la figure 3 donne un détail.
Les figures 4 et 5 sont relatives à deux autres variantes.
On décrira d'abord le dispositif de la fire 1.
Une source lumineuse 1, de dimensions aussi réduites que possible (par exemple le filament d'une lampe
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à incandescence à basse tension de phare d'Automobile) est placée au foyer d'un miroir 2 dont la surface intérieure réfléchissante est celle d'un paraboloïbe de révolution autour d'un axe. Le flux lumineux de cette source est transformé par ce miroir en un faisceau cylindrique.
Ce faisceau cylindrique se réfléchit à son tour sur un miroir 3 dont la surface extérieure ré fléchissante adopte la forme d'un cône de révolution de même axe que le parabolofde précédent et dont l'angle au sommet est de 90 . Le faisceau précédemment obtenu est ainsi transformé en une nappe lumineuse comprise entre les deux plans b-b et c-c perpendiculaires à l'axe a-a et telle que tous les rayons de cette napper sont parallèles à cette direction de plan b-b et s'appuient (virtuellement) sur l'a- xe a-a.
Cette nappe lumineuse se réfléchit à son tour sur un grand nombre de petits miroirs plans;, tels que 4, disposés en circonférence tout autour de a-a, à une distan- ce convenable de cet axe et avec une inclinaison telle sur a-a que les faisceaux réfléchis fournis par chacun de ces miroirs soient coupés par le plan d'utilisation d-d (paral- lèle à b-b et pratiquement à environ 1 mètre de celui-ci) suivant des taches lumineuses dont les centres moyens coïn- cident avec le point 5 d'intersection de d-d avec a-a.
Si l'on considère tous les se @lents de droite tels que 6-7 obtenus en prenant les symétriques du segment 8-9 de l'axe a-a par rapport au plan de tous les petits miroirs tels que 4, on voit que ces segments 6-7 jouent, pour le point 5, et en général pour tous les points communs aux différentes taches lumineuses sur le plan d-d le rôle d'autant de sources lumineuses élémentaires. Tou.. tefois, chacune de ces sources virtuelles n'envoie que des rayons parallèles à une direction de plan e-e symétrique de
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de la direction b-b par rapport à la diretion des normales au miroir 4 considéré.
Le contour des miroirs plans tels que 4 a été choisi de telle façon que toutes les taches lumineuses élémentaires soient des cercles de centre 5; ainsi, elles se recouvrent entièrement, ce qui assure 1 homogénéité de la tache résultante. Etant donné la nature des fais- émis ce aux/par les sources virtuelles 6-7 (Rayons parallèles à une direction de plan!:!. et s'appuyant sur une droite:6-7) on voit que ce contour du miroir 4 est défini comme suit :
C'est la section par le plan b-c conofde oblique défini par la droite 6-7, une direction de plan directeur e-e et comme courbe directrice un cercle situé dans le plan d-d de centre 5 et de diamètre 10 égal à la projection, parallèlement à e-e de b-c sur la direction de plan b-b ou d-d.
Cette section est une courbe ovale très alongée dont la grande dimension est b-c. En première ap- proximation on pourra utiliser des miroirs découpés sui- vant des ellipses de mêmes longueurs d'axe que cette ovale ou même suivant des losanges, trapèzes, ou rectan- gles circonscrits à cette ovale.
Si l'on veut obtenir un éclairage un peu plus diffusé ou teinte on peut compléter l'appareil en interposant une glace 11 diffusante ou colorée à l'ou. verture du parabolofde 2. Pratiquement cette 4*ce pourra être vissée au sommet du cône 3.
L'appareil construit sur le principe ci- dessus pourra être utilement complété par un dispositif de? suspension et d'orientation.
Il està remarquer en ce qui concerne les rayons lumineux qui sortent du paraboïde directement, sans avoir subi de réflection sur cette surace,une partie de
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ces rayons se réfléchit sur le cône 3 puis sur les petits miroirs plans tels que 4 et donne ainsi sur le plan d'utilisation d-d, autour de la tache lumineuse, une zone d'éclairage assez intense qui évite le passa brusque de la lumière crue à l'obscurité.
On va décrire maintenant la variante de la figure 2 :
Si l'on veut réduire la dimension 10 de la tache circulaire spécialement à l'usage des dentistes ou laringologistes, on pourra remplacer la rane cir- culaire des miroirs 4 par une double rangée (ou plusieurs rangées) de miroirs 4' 4" découpés suivant des courbes ovales analogues à celles des miroirs 4 décrits plus
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haut, mais de dimensions plus petites. Les plans de ces et !t'" miroirs 4'/4" seront inclinés sur 1 ' axe /Se telle façon que les taches circulaires données par une rangée de miroirs coïncident avec les taches circulaires données par l'autre rangée aveccomme centre communale point 4 5.
Dans la combinaison représentée par la fige 3 on pourra améliorer la diminution des ombres portées en décalant une des rangées de miroirs ovales 4' 4" d'une 1/2 larur de miroir par rapport à l'autre rangée .
De cette façon les plans a-a f-f et a-a g-g ne sont plus confondus mais font ensemble un certain angle. Autrement dit, le plan défini par a-a et le grand axe g-g d'un miroir 4" quelconque est le plan bissec- teur des plans définis par a-a etles grands axes f-f et h-h des deux miroirs 4' immédiatement voisins.
Ce décalagp ne modifie pas le nombre des sources virtuelles 6'-7'-6"-7", mais il double le nombre des plans méridiens contenant ces sources, ce qui a un gros effet sur la diminution des ombres.
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L'appareil décrit ci dessus peut se géné- raliser et, en particulier se combiner avec d'autres systèmes optiques.
Les figures 4 et 5 indiquent,à titre d'exemples deux réalisations d'une semblable combinaison :
Cette combinaison utilise principalement les deux jeux de réflexion suivants :
1 - Une partie du flux lumineux de la source 1 est recueillie par un miroir parabolique 2 comme dans les cas précédents, transformée en nappe par un cône 3 et réfléchie par des petits miroirs plans tels que 4 dé- coupés suivant les courbes ovales définies plus haut.
2 - Une autre partie du flux lumineux se réfléchit directement sur des petits miroirs plans tels que 4"', découpés suivant des ellipses telles que la pro- jection conique sur le plan d'utilisation d-d de cette cour- be à partir du point 1' 'trique de 1 par rapport au plan de 4", soit un cercle de centre 5.
Ces deux systèmes de réflexion donnent ainsi naissance à deux séries de ourles lumineuses virtuelles les unes, telles que 6-7 donnent, par projection conordale à l'intérieur, des courbes ovales spéciales limitant les miroirs tels que 4 des taches lumineuses élémentaires, circulaires, de centre 5 et de diamètre 10, les autres, telles que 1' donnent par projection conique à travers les courbes elliptiques limitant les miroirs tels que 4", des taches lumineuses élémentaires circulaires de centre 5 et de diamètre 12.
On pourra, à volonté, en choisissant con- venablement les dimensions respectives des ovales des mi- roirs tels que 4 et les ellipses des miroirs tels que 4"', donner aux taches circulaires élémentaires les diamètres
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voulus, soit que l'on veuille 12 egal a 10 ou, au contraire, 12 plus grand que 10 de manière à créer une zone de lumière annulaire moins intense.
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En dehors des deux jeux de réflexion prin- cipaux que l'on vient de décrire, il y a lieu de tenir com- pte de plusieurs jeux de réflexion qui peuvent être avan- tageusement utilisés pour créer une zône de lumière diffu- sée alentour de la tache centrale,à savoir :
1 - Réflexion d'une partie du flux direc- @ tement sur le cone 3 puis sur les miroirs 4 et 4"'.
2 - Réflexion d'une partie du flux di- rectement sur les miroirs 4.
4 - Dans le cas de la figure 5, réflexion ou diffusion d'une partie du flux sur le fond 13 de l'ap- pareil en substance convenablement choisie.
On pourra, soit à l'aide de masques, soit à l'aide de verres diffusants convenablement placés, sup- primer ou diffuser ces réflexions secondaires.
Il est également à noter que dans toutes les combinaisons envisagées, il est possible de remplacer le miroir parabolique 2 par un miroir sphérique ou un mi. roir Mangj.n ayant leur foyer en 1.
En outre, on pourra remplacer l'ensemble des miroirs 4-4'-4"-4"'par des surfaces réfléchissantes de révolution autour de l'axe a-a; dans ce cas, il sera néces- saire d'employer des lampes à globe opalin.