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PHARE ANTI-AVEUGLANT
L'objet de la présente invention est ua phare invisible au-dessus du plan horizotal. Ce phare est appli- cable en particulier aux automobiles.
Il est caractérisé par le fait que l'enveloppe opaque entpurant la source lumineuse et les autres surfaces éclairantes ne comporte pour la sortie de la lumière, qu'une ouverture disposée dans un plan horizontal, ouverture qui ne peut être atteinte que par des rayons venant du dessus, et que des moyens optiques sont prévus pour donner au faisceau une bonne répartition de la lumière, notamment dans le cas des phares d'automobiles une forte densité lumineuse vers l'avant.
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Dans un mode d'exécution particulier, il est caractérisé'par le fait que l'enveloppe opaque entourant la source lumineuse et les autres surfaces éclairantes comporte en avant de la source, de préférence à une assez grande distance, un écran dont le bord inférieur horizontal est au niveau du point le plus bas de toute surface éclairante du phare, ce point le plus bas étant éventuellement déterminé par le bord supérieur d'un autre écran placé devant la partie inférieure de ladite surface éclairante, de préférence à petite distance
Dans un phare, les rayons qui le rendent visible et produisent un effet aveuglant peuvent provenir soit de la source lumineuse elle-même, soit de toute surface du phare émettant des rayons réfléchis ou réfractés.
Avec la combinai- son de l'ouverture horizontale ou des deux écrans dont les bords forment un passage orienté dans un plan horizontal et auquel ne peuvent avoir accès que des rayons provenant du dessus de ce plan horizontal, on est certain qu'aucun rayon ne se propagera à la sortie du phare au-dessus du plan horizontal.
Il suffira donc, pour donner au phare toute sonutilité, de disposer la source et l'optique du phare de façon à ce que le faisceau sortant ait une répartition de la lumière conve- nablement adaptée au but à atteindre
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé diverses formes d'exécution de @ phares répondant à ces conditions :
La figure 1 est une figure schématique pour l'explication d'une remarque optique.
Les figures 2 et 3 sont relatives à une première forme d'exécution du phare.
Les figures 4, 5. 6 représentent: trois phares d'un deuxième type.
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La figure 7 est relative à un quatrième type,
Les figures 8 et 9 sont relatives à un cinquième type. les figures 10 à 15 représentent six formes de réalisation d'un sixième type.
Les figures 16 et 17 représentent deux formes d'exécution d'un septième type qui est une combinaison du type de la. figure 3 et de ceux des figures 10 à 15.
Les figures 18 et 19 représentent un appareil d'éclairage pour les passages cloutés des rues des grandes villes.
Le phare représenté en figure est basé sur la remarque suivante si une source lumineuse @ est à l'intérieur du volume V limité par les plans tangents à deux courbes convexes fermées C, C' telles que du coté C' la surface enveloppe qui limite ce volume ne possède pas d'arête de rebroussement (ligne sur laquelle les génératrices de la surface se croise- raient); si le volume V est formé d'un milieu plus réfringent que le milieu environnant, ou limité par un tel milieu, par exemple une surface de verre d'une certaine épaisseur placée dans l'air, et si enfin la surface C' est optque, aucun rayon issu de la source S ne pourra pénétrer dans la région hachurée du volume V située au-delà de la surface opaque C'.
En effet, les rayons de n'importe quelle direction sortant de l'intérieur du volume V subissent à leur sortie une réfraction qui les écarte de la verticale à la surface au point d'émergence et la position limite d'un rayon sortant est tangente à la surface de sortie que ce rayon ne peut pas pénétrer dans la région hachurée.
Le phare de la figure 3 est constitué par un miroir parabolique-P dont l'ouverture est une section oblique p-p' horizontale, La source lumineuse 8 est placée au foyer.
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L'ouverture est fermée par un verre V dent le détail est représenté à plus grande échelle en figure 2.
On voit que ce plan forme, comme'indiqué ci-dessus, une ouverture horizontale p-pt à laquelle les rayons ne peuvent accéder que par le haut. Avec la disposition de la source et de l'optique du phare, si cette puverture était libre, on n'aurait pas de rayons au-dessus du plan horizontal, mais la répartition de la lumière dans le faisceau émergent ne conviendrait pas pour un phare d'automobile, car on aurait peu de rayons en avant du phare, au-delà de p'. direction dans laquelle il est nécessaire de concentrer la plus grande quantité de lumière. C'est le but de la glace spéciale V; on sait, d'ailleurs, d'après la remarque illustrée par la figure 1, que les rayons issus de cette glace ne pourront pas se relever au-dessus de son plan horizontal.
Cette glace est (figure 2) plane à la partie inférieure, et striée à la partie supérieure. Les stries sont formées de prismes perpendiculaires à l'axe p-p' du phare; la face X-X (:figure 2) de ces prismes tournée vers 8 est à peu près perpendiculaire à l'axe du paraboloïde P, direction moyenne des rayons réfléchis, l'autre face est sensiblement parallèle à cette direction.
La source g ayant une certaine dimension représentée en figure 2 par AB, l'appareil est agencé pour que le rayon réfléchi moyen SM, ayant traversé sans déviation la face XY d'un prisme tombe sur la surface plane en faisant, avec la normale MN, un angle égal à l'angle limite de réfraction c'est à dire à celui pour lequel le rayon réfracté aura la direction horizontale MS. Dans ces conditions, la partie BSM du faisceau incident sortira en s'étalant sur l'avant suivant MB"S", tandis que l'autre partie ASM (qu'il y a intérêt à randre aussi faible que possible) sera réfléchie suivant MA'S'.
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On pourra ainsi obtenir une bonne répartition de la lumière dans le faisceau émergent.
Diverses dispositions peuvent être données aux strie@ pour obtenir une bonne dispersion du faisceau en largeur perpendiculairement à l'axe du phare.
Dans un tel phare, l'avant du parabolotde P et la glace V forment un écran qui empêche la propagation à l'extérieur de rayons relevés au-dessus de l'horizontale, en ce qui concerne la glace V ce moyen étend son utilité à toutes les surfaces éclairantes du phare.
Suivant les formes d'exécution représentées suivant les figures 4 à ces moyens sont remplacés par de véritables écrans.
Dans la forme d'exécution de la figure 4, le phare comprend un projecteur elliptique de révolution 5 èt une source lumineuse 6 placée en l'un des foyers du projecteur.
Cette source est placée dans le tablier 7 de la voiture au- dessous du capot 8 qui forme enveloppe du phare, 'Une fenêtre est ménagée dans le radiateur 9 pour le passage du faisceau lumineux. Un écran 10, placé en arrière du radiateur, au- dessus de la fenêtre, a son bord horizontal inférieur au niveau de la partie inférieure du projecteur. Le faisceau lumineux est ainsi limité à la partie supérieure par le plan horizontal passant par le bord inférieur du projecteur 5 et par le bord inférieur de l'écran 10.
On peut diminuer l'ouverture du pinceau limineux au moyen du dispositif de la figure 5. Ce dispositif comporte un miroir sphérique convexe 11, formant écran pour la partie inférieure du miroir elliptique 5 et dont le centre 7 est situé au deuxième foyer de ce miroir elliptique 5. Si l'on considère le rayon OM issu du foyer 6 et tombant'en'N sur le miroir 11, on voit que le miroir 11 le réfléchit sur lui-même en NM, qu'il est réfléchi ensuite par le miroir 5,
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de manière à passer par le foyer 6 de ce.miroir et qu'il subit en P une deuxième réflexion qui le renvoie au foyer ? du miroir 5.
Dans ce cas, il suffit que le bord inférieur de l'écran'10 se trouve au même niveau que le bord supérieur du miroir 11, qui forme lui-même écran devant le bas du miroir 5,
Le dispositif de la figure 6 diffère du précédent en ce que le miroir réfléchissant 5 est un miroir parabolique et que la convergence des rayons parallèles provenant de la source lumineuse 6 est obtenue au moyen de la glace striée
12. Dans ce but, on donne aux stries une inclinaison crois- sante par rapport à la face lisse de la glace depuis le bord supérieur jusqu'au bord. inférieur du projecteur. Il en résulte, diaprés les propriétés connues des prismes, que les rayons inférieurs reçoivent une déviation vers le haut supérieure à celle des rayons supérieurs.
De même que précédemment, le bord inférieur de l'écran 10'sera au même niveau que le bord inférieur du projecteur 5.
Dans la dispositif'de la figure 7, la surface réflé- chissante est constituée par un miroir 25, en forme d'ellip- solde de révolution, ayant ses foyers en'26 et 27. Le dispo- sitif comporte un deuxième miroir 29, qui'est sphérique et qui a son centre en 28. La lampe M a son filament en 26. La marche d'un rayon lumineux est représentée en M, P, Q, R.
Le faisceau est limité à la partie supérieure par le plan qui passe par le bord antérieur 25' du miroir 25 et par le bord inférieur 29' du miroir 29.'Au lieu d'un miroir sphérique 29, on Pourrait employer un miroir torique dont le centre du cercle générateur serait en 28.
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Suivant les figures 0 et 9, l'image d'une source lumineuse est projetée, à l'aide d'un réflecteur ou de tout autre dispositif, sur le point M de la face d'entrée AL d'un prisme A dont l'autre face AP est verticaleL'angle au sommet du prisme est égal à l'angle de réfraction a du rayon provenant d'un rayon incident MN dont l'angle d'incidence est égal à 90 ; on appellera dans ce qui suit cet angle a angle limite de'réflexion totale. Le faisceau incident CMB, qui forme en M l'image de la source, fait avec la normale MN un angle voisin de 90 , Le faisceau réfracté B'MC' est entière- ment contenu à l'intérieur du cône L'MLl de révolution autour de la normale MN' et dont le demi-angle au sommet est égal ' à l'angle .limite de réflexion totale.
L'ouverture du faisceau réfracté H'MC' est plusieurs fois plus petite que celle du faisceau incident; d'autre part, ce faisceau est au-dessous et très près de la normale ML' à la face de sortie AP du prisme. Le faisceau émergent limité par les rayons BIBI' et C'C" est donc peu réfracté et sensiblement dans le prolongement du faisceau
B'MC" et au-dessous de la normale L'L". Par conséquent, un oeil situé au-dessus du plan horizontal qui contient L'L" ne recevra que la lumière très faible diffusée par la face'de sortie ,
En pratique, le dispositif comprendra par exemple une source lumineuse S, placée en un des foyers d'un miroir elliptique E, le prisme A étant à l'autre foyer S1. La source S ayant une dimension non nulle aura pour image sur le prisme non un point, mais une caustique M1M2.
Cependant, le pinceau inaident, en chacun des points de la,caustique, sera réfracté comme il a été dit ci-dessus, de sorte que, pratiquement, les pinceaux sortant du prisme et correspondant aux différents points de la caustique seront confondus,
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L'aberration angulaire due à la dimension non nulle de la* source lumineuse sera donc beaucoup moins grande que dans les dispositifs existants jusqu'à présent et ne se pradira pratiquement que par une augmentation de la région utile MaM2 du prisme autour du point Si deuxième foyer du miroir elliptique.
On rendra l'appareil complètement invisible pour un oeil placé au-dessus du plan horizontal de l'appareil en plaçant un écran E dont le bord inférieur sera au niveau de M2.
Dans les formes d'exécution suivantes, on utilise un condenseur de lumière de faible hauteur ayant son foyer au voisinage du filament lumineux, donnant un faisceau sen- siblement parallèle et légèrement incliné vers le bas; dans ce dispositif, l'écran a son bord inférieur au niveau du bord inférieur du contenseur.
Dans la figure 10. le filament F d'une lampe A est disposé'au foyer d'un réflecteur concave C. L'écran E a son bord inférieur dans le même plan horizontal que le bord inférieur du réflecteur C. L'écran E' a son bord supérieur dans ce même plan, de sorte qu'il masque vers l'avant la partie inférieure de l'ampoule; il ne suffirait pas de masquer le filament à cause de lêéclat de l'ampoule elle-même.
Dans le dispositif des figures 11 et 11 bis, le condenseur èst une partie de lentille convergente à faces supérieure et inférieure dépolies, limitée latéralement par les plans verticaux P1, P2,et dans le sens de la hauteur par les plans Q1, Q2.
Dans le dispositif des figures 12 et 12 bis, le condenseur 0 est constitué par une portion transversale de cylindre droit, à faces supérieure et inférieure polies, ayant comme base un cercle.
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Dans le dispositif:;:des figures 13 et 13 bise le condenseur est une portion de lentille cylindrique croisée, dans laquelle la face tournée vers le filament a ses gêné-- ratrices horizontales, tandis que la face opposée a ses génératrices verticales; les faces supérieure et inférieure sont dépolies.
Dans tous ces dispositifs, le bord inférieur du condenseur est dans le même plan horizontal que le bord inférieur de l'écran E; il est par suite invisible pour tout oeil placé en avant de l'écran au-dessus de ce plan.
Dans le dispositif de la figure 12, le faisceau utile se compose de deux parties :
1 / la partie médiane comprenant des rayons contenus dans le plan bissecteur des faces supérieure et inférieure du condenseur et au voisinage de ce plan, rayons qui ne subissent qu'une réfraction à l'entrée dans le condenseur, et une réfraction à la sortie du condenseur;
2 / les rayons qui s'écartent de ce plan et qui, après une première réfraction à l'entrée dan le condenseur, rencontrentles faces planes supérieure et inférieure polies sur lesquelles ils sont totalement réfléchis.
L'angle des faces est établi de façon à superposer les deux dernières parties à la première.
Dans le dispositif de la figure 14, on utilise, outre le condenseur 0, un miroir 114 dont le bord antérieur coïncide avec celui de l'écran E. Il peut être constitué par uné glace sans tain, car l'incidence sur ce miroir des rayons issu. du condenseur est presque rasante,de sorte que la presque totalité de la lumière incidente est réfléchie.
Dans le dispositif de la figure 15, le faisceau lumineux, à sa sortie du condenseur C, est réfléchi par un petit miroir P, dont le bord inférieur est dans le même plan horizontal que le bord inférieur de l'écran E. Le miroir P
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peut, naturellement,être remplacé par tout dispositif équi- valent prisme à réflexion totale ou autre,
Cette disposition présente l'avantage de réduire la. longueur du dispositif. Elle peut par conséquent être utili- sée comme dispositif accessoire d'un puissant projecteur aveuglant dont la lampe principale serait éteinte en cas de croisement de deux automobiles. On peut aussi utiliser cette disposition OP pour augmenter la puissance d'un phare invisible dont la lampe serait A.
La figure 16 représente un exemple d'adaptation du dispositif CP au phare invisible de la figure 3. Il comprend une source lumineuse F placée au foyer dù miroir parabolique R, lequel envoie sur la glace d'émergence S un faisceau de rayons parallèles sous une incidence voisine de celle qui correspond à la réflexion totale. La glace S est, dans la bande médiane, orientée suivant son axe, interrompue vers l'arrière et relevée pour permettre la dispo- sition du condenseur 0 et du miroir p et le passage des rayons renvoyés vers l'avant par le miroir P.
Le bord antérieur E du miroir parabolique R est situé dans le même plan horizontal que le bord inférieur du miroir P.
Dans le dispositif de la figure 17, le condenseur
C est disposé de manière que le faisceau lumineux issu de F qui le traverse ait une direction générale parallèle aux rayons réfléchis par le miroir parabolique; les rayons issus du condenseur C viennent rencontrer le miroir P à travers une ouverture de la glace S et celui-ci renvoie les rayons vers l'avant. Dans ce dispositif, la distance P est diminuée par rapport à celui de la figure 16; il en résulte une dimi- nution de la fraction utilisée de la quantité de lumière réfléchi, par le miroir P.
En revanche, toute la surface du miroir parabolique est utilisée. aucune Partie de ce miroir
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n'est masquée par le condenseur comme dans le cas du disposi- tif de la figure 16, Dans le cas de cette figure 16, en effet, le condenseur 0 masque tous les Bayons émanant du filament F qui, si ce condenseur n'existait pas, tomberaient sur la partie du miroir R placée à l'arrière de C, et il masque aussi ceux qui sont réfléchis par la partie arrière de ce miroir R.
La figure 18 représente un appareil pour l'éclairage de nuit des passages garnis de gros clous, destinésà indiquer aux piétons dans les rues des grandes villes les endroits où ils peuvent traverser, tandis qu'à ces endroits les voitures doivent s'arrêter ou ralentir pour laisser passer les piétons.
De nuit, les t8tes de clous, malgré leur largeur, sont peu visibles et il y a intérêt à les signaler de loin en éclai- rant violemment la chaussée par une large bande de lumière à ces endroits. Cependant, la lumière de ces appareils ne doit pas aveugler les passants, elle ne doit donc pas être visible au-dessus d'un certain plan horizontal, 1 m, par exemple .
Cet appareil est placé sur le trottoir sur une colonne de hauteur convenable. Il est constitué par une botte
1 munis en haut d'un chapeau à visière 2, terminé par un rebord tombant 3 et laissant une ouverture 4 dirigée perpen- diculairement à la rue. Au fond de ce carter 1, est placée une lampe 5 derrière laquelle se trouve un miroir concave 6; le faisceau conique dirigé vers le haut est renvoyé par un miroir 8 en bande angulaire transversalement à la chaussée où il forme une traînée lumineuse 9, 10 - 9,11. un deuxième appareil 12 placé sur l'autre trottoir forme une traînée de sens inverse 12,13- 12 ,14; les deux traînées ont leurs côtés adjacents parallèles et se recouvrant légèrement ;
l'en- semble forme une bande lumineuse transversale à bords paral- lèles. L'invisibilité au-dessus du plan horizontal situé à
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1 m. de hauteur est assurée par les deux écrans 7 et 3 conformément à tout ce qui a été exposé ci-dessus.
REVENDICATIONS Ayant ainsi décrit mon invention et me réservant d'y apporter tous perfectionnements ou modifications qui me paraîtraient nésessaires, je revendique comme ma propriété exdusive & privative;1- Phare invisible au-dessus du plan -horizontal caractérisé par le fait que l'enveloppe opaque entourant la source lumineuse et les autres surfaces éclairantes ne comporte, pour la sortie de la lumière, qu'une ouverture disposée dans un plan horizontal, ouverture qui ne peut être atteinte que par des rayons venant du dessus et que des moyens optiques sont prévus pour donner au faisceau une bonne répartition de la lumière, notamment dans le cas des phares d'automobiles une forte densité lumineuse vers l'avant.
2 - Phare suivant 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un parabolotde à axe incliné vers le bas limité par une section oblique horizontale à face infé- rieure plane et à face supérieure striée.
3 - Phare invisible au-dessus du plan horizontal suivant 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe opaq entourant la source lumineuse et les autres surfaces éclai- rantes comporte en avant de la source,de préférence à une assez grande distance, un écran dont le bord inférieur horizontal et au niveau du point le plus bas de toute surface éclairante du phare,ce point le plus bas étant éventuellement déterminé par le bord supérieur d'un autre écran placé devant la partie inférieure de ladite surface éclairante, de préférence à petite distance.
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