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Dispositif autooollimateur à divergences multiples.
La présente invention a pour objet des perfectionne- ments aux dispositifs autooollimateurs du genre de ceux utilisés pour rendre visibles les appareils de signalisation ou de publioité routière lorsque des rayons lumineux, émis par exemple par les phares d'un véhicule, tombent sur eux.
Les dispositifs connus sont essentiellement constitués
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par deux éléments sphériques accouplés par leur base, et dont l'un reçoit les rayons lumineux pour les faire conver- ger sur l'autre dont la faoe postérieure est argentée et forme ainsi réflecteur.
Les appareils connus jusqu'à présent sont soit con- oentriques, soit excentriques; autrement dit, les rayons de courbure de leurs éléments constitutifsont un centre com- mun ou deux centres différents; le rapport de leurs rayons peut être quelconque, ou encore être fixé par la formule R = r dans laquelle n représente l'indioe de réfraction n-1 de la matière employée.
Ces appareils présentent des inconvénients assez sen- sibles. En effet, dans le cas ou.les rayons répondant à la formule ci-dessus, la luminosité à l'infini est satisfai- sante, mais en se rapprochant du signal, la luminosité de- vient pratiquement nulle, du fait que la très faible diver- genoe de l'appareil ne permet pas aux rayons tombant sur l'appareil de revenir à l'oeil de l'observateur, qui ne coïncide évidemment pas avec la source lumineuse.
Dans les autooollimateurs à sphères excentriques par contre, tel que celui de la fige 1 des dessins annexés, la distance a est inférieure à la distance b par oonstruotion.
Or, la divergence du faisceau lumineux dépend uniquement de la dimension R + r, ou, dans le cas présent, à la di- mension R + r - e , cette dernière valeur désignant l'ex- centrioité. Si alors la distance a est déterminée correc- tement pour l'infini, le rayon incident sera réfléchi avec une divergence très faible, mais satisfaisante pour une visibilité à grande distance. Au fur et à mesure que le véhicule éclairant le signal s'approche de celui-ci, le
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rayon incident est réfléchi aveo une divergence inférieure à oelle correspondant à une distance plus grande. Les rayons réfléohis ne sont donc plus visibles pour les oooupants du véhicule. Autrement dit, l'appareil est inopérant.
La fige 2 des dessins annexés permet de se rendre oompte de ce phénomène et représente à cet effet une courbe de fonctionnement pour différents angles du rayon incident par rapport à la normale et pour une divergence constante de l'ordre de 10 à 15/1000. Cette courbe indique que la luminosité est plus grande pour un angle d'incidence [alpha] correspondant à une distance b préoise. Or, si l'éolairement du signal s'effectue sous l'angle [alpha] c'est que la source lumineuse (phare du véhicule) est à proximité immédiate de l'appareil et la distance entre l'oeil et la source lumineuse n'est plus négligeable eu égard à la'distance entre le signal et la source lumineuse.
Comme la divergence pour que le signal soit visible doit être non pas de 10 à 15/1000, mais de l'ordre de grandeur de 1/10, o'est-à-dire environ dix fois supérieure à la valeur actuellement utilisée, les appareils aotuels ne donnent pas satisfaction puisqu'ils sont réglés sur des divergences ayant les valeurs ci-dessus indiquées. La lumière tombant sur ces éléments sera pratiquement réfléchie sur la source lumineuse elle-même. Autrement dit, la divergence diminue lorsque l'angle du rayon incident par rapport à la normale de 1!appareil augmente ; or, le fonctionnement de l'appareil pour tous les cas intéressants en pratique, exige des conditions exactement inverses.-
La présente invention a pour objet des dispositifs autooollimateurs qui ne présentent pas les Inconvénients
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ci-dessus mentionnés.
Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, les deux éléments, à savoir l'élément convergent et les éléments réfléchissants, sont sphériques, mais l'un au moins de ces éléments est multiple, o'est-à-dire comporte des parties ayant des rayons de courbure différente.
D'autres particularités de l'invention ressortiront de la description détaillée donnée ci-après, de plusieurs modes de réalisation représentés aux dessins annexés dans lesquels: les fig. 1 et 2 montrent des dispositifsdu type connu qui ont déjà été mentionnés plus haut; la fig. 3 montre schématiquement la disposition d'uh premier mode de réalisation de l'invention; la fige 4 est une coupe verticale d'une variante de cette réalisation; la fig. 5 est une vue de faoe correspondant à la fig. 4 ; la fig. 6 est une vue en plan oorrespondant aux fig.
4 et 5; la fig. 7 est une vue schématique montrant le prinoipe d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ; la fig. 8 est une coupe verticale de cette variante; la fig. 9 est une vue de face oorrespondant à la fig. 8 ; la fig. 10 est une coupe verticale d'une autre variante; les fig. 11 et 12 montrent schématiquement deux positions du dispositif conforme à l'invention;
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la fig. 13 est une coupe verticale d.'une autre variante; la fig. 14 est également une coupe verticale d'une variante, et la fig. 15 est une vue en plan correspondant à la fig. 14.
Conformément à l'invention, les appareils pourront être oonstitués, comme dans le cas de la fig. 3, par une lentille sphérique L de rayon r et par un élément réflecteur T dont les faces réfléchissantes C1, C2, C3, C4 comportent des rayons de courbure croissants Rl, R, R3, R4, l'appareil étant réalisé pratiquement comme corps de révolution autour de l'axe Y-Y.
Dans le cas où les signaux doivent être vus à grande distance sous des angles différents, les surfaces sphériques de la fig. 3 seront avantageusement remplacées par des surfaoes de révolution, obtenues en faisant tourner la fig. 3 non pas autour de l'axe Y-Y, mais autour de l'axe X-X et d'un angle de 1800, de manière à obtenir un élément autooollimateur tel que celui représenté aux fig. 4, 5 et 6.
Conformément à l'invention, les rayons des surfaces réfléchissantes C1, C2, C3, C4 sont déterminés par les formules
EMI5.1
Ri = K, r ; na K3 ce R3 K6 ce R4 = x4 r n-1 n-1 n-1 n-1 La coefficient K est pratiquement compris entre 0,65 et 0,90 et dépend des conditions d'utilisation des appareils.
Ces formules montrent par ailleurs que les dispositifs conformes à l'invention présentent, sur ceux employés habituellement, l'avantage d'un encombrement sensiblement moindre, c'est-à-dire de conduire, pour un rendement de beaucoup
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supérieur, à un volume et, partant, à un prix de revient sensiblement inf érieurs.
Il est par ailleurs évident que les dispositifsobjets de l'invention ne sont aucunement limités aux exemples figurés, et qu'en particulier le nombre de surfaces réfléohissantes, leur échelonnement, les valeurs des rayons de courbure, etc. pourront varier entre des limites très étendues, sans'pour cela sortie de l'esprit ni du cadre de l'invention, celle-ci s'étendant d'ailleurs aussi bien aux autocollimateurs en verre qu'à ceux réalisés en toute autre matière ou combinaison de matières, notamment en résine synthétique et analogues.
La fig. 7 des dessins annexés montre le principe de l'appareil conforme à l'invention? Pour un faisceau très peu divergent, la surface réfléchissante doit se trouver au point de oonvergence D des rayons reçus par la lentille frontale d'un autooollimateur. La divergence de l'appareil pourra être rendue par oonstruotion plus ou moins importante en déoalant la position du réflecteur, comme indiqué en pointillé, la divergence étant pratiquement proportionnelle à la valeur de l'écart. Il est à noter que dans la position D la divergence serait nulle, de sorte que le réflecteur n'occupe pratiquement jamais cette position, mais celle indiquée par D' légèrement en avant de D. Les positions G et H correspondent respectivement à des décalages en avant ou en arrière se traduisant par une divergence notable du faisceau réfléchi.
Les fig. 8 et 9 représentent, vu en coupe et en plan, un autre mode de réalisation d'un autooollimateur conforme à l'invention. Les surfacesréceptrices et les
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surfaces réfléchissantes de cet appareil sont concentriques et sa surface réfléchissante T présente une courbure unique, tandis que la lentille frontale L se compose de plusieurs éléments formés de-couronnes sphériques ou d'ellipsoïdes.
La rayon R' de la surface réfléchissante T est donc établi de façon à correspondre à un faisceau réfléchi de très faible divergence reçu par la partie centrale de la lentille frontale L de rayon a. Si l'obliquité du faisceau incident augmente, de sorte qu'il vient tomber sur la partie frontale dont le rayon est désigné par b, les points de convergence se déplacent en avant de la surface du réfleoteur d'une quantité proportionnelle à la divergence choisie.
La fig. 10 montre la coupe d'une variante où les valeurs de! et de b sont inversées (b!< b) de sorte que le point de convergence se déplace en arrière de la surface du réflecteur.
Comme le montre la fig. 11, l'appareil renverra avec une divergence très faible le faisceau incident suivant la direction M mais avec une divergence notable, le faisceau incident suivant la flèche N.
Dans le cas où l'appareil doit fonctionner non plus dans la position de la fige 11, mais comme indiqué fige 12 au ras du sol pour indiquer par exemple l'axe de la route ou pour baliser des virages, ou encore pour la signalisation destiné.e aux aéronefs, le faisceau incident suivant la direction 0 doit être réfléchi sans divergence, le faisoeau incident suivant la direction P aveo une divergence sensible et le faisceau incident suivant la direction Q avec une divergence considérable.
Quelle que soit la forme de la lentille frontale, sphère, ellipsoïde ou autre, ou oombi-
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naison d'élémentsde ce genre, les éléments correspondant au fonctionnement sans divergence ou à très faible divergenoe seront calculés de manière à produire l'image d'une source lointaine en un point très voisin de la surface réfléchissante. Pour des faisceaux de divergence plus importante, les éléments frontaux sont par contre établis pour produire l'image en avant ou en arrière de la surface réfléchissante et à une distance proportionnelle à la divergence nécessaire.
La fig. 13 montre la réalisation d'un élément destiné à fonctionner dans le sens horizontal, comme celui de la fig. 12 et dont la lentille frontale présente trois divergenoes réalisées à l'aide d'éléments sphériques de rayon o (o = a), p, q correspondant respeotivement aux divergences oroissantes.
Il y a encore lieu de noter que les surfaces de la lentille frontale ne sont pas néoessairement des solides de révolution mais peuvent aussi être constituées par la révolution d'un profil déterminé, comme indiqué aux fig. 14 et 15 qui montrent un appareil destiné à fonctionner dans la position verticale.
Au lieu d'être appliqué directement sur la partie réfléohissante, l'enduit assurant la réflexion (argenture ou autre) peut être séparé de l'appareil par une couche fluoresoente, étant entendu que l'appareil devra alors être réalisé en une matière transparente aux rayons invisibles, de telle sorte que s'il est éclairé par une source de rayons de ce type, la visibilité soit assurée par la fluorescence de la couche précédant la couche réfléchissante.