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Appareil d'éclairage comportant une source lumineuse et un réflecteur à réflexion dirigée.
Dans les appareils d'éclairage comportant une source lumineuse et un réflecteur à réflexion dirigée, on peut distinguer, pour chaque ouverture du réflecteur, un cône de'lumière rayonnée directe et un cône de lumière réflé- chie. La notion "cône" n'est pas considérée ici dans le sens mathématique, mais dans un sens plus large et comprend tout espace limité par des rayons lumineux divergents. En général, un réflecteur ne comporte qu'une seule ouverture, mais parfois il en comporte plusieurs, par exemple une destinée à rayonner la lumière dans l'hémisphère inférieur et une autre destinée à rayonner la lumière dans l'hémisphère supérieur, par exemple pour assurer l'éclairage indirect.
Dans de nombreux cas, par exemple dans les pro- jecteurs, le cône de lumière réfléchie constitue un faisceau concentrique à l'intérieur du cône de lumière directe. Pour certaines applications, par exempt dans les appareils d'ir- ridiation, on fait en sorte que le cône de lumière réfléchie ait le même angle au sommet et la même direction que le cône de lumière directe de aorte que le flux lumineux total soit,
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plus ou moins uniformément réparti à l'intérieur d'un cône commun.
Bien que de tels appareils d'éclairage soient très simples et ne comportent que peu de pièces, ils ne conviennent pas à l'éclairage général, car ils fournissent un éclairage "dur" à fortes ombres portées. Pour obtenir un éclairage doux, on a utilisé des moyens diviseurs, par exemple des plaques en verre dépoli ou des réflecteurs à réflexion non dirigée.
Cependant, cette disposition ne permet pas de régler la dis- tribution de la lumière comme avec un réflecteur à réflexion dirigée seul ou, en d'autres termes, l'effet directeur du ré- flecteur n'agit pas. On a aussi atténué le cône de lumière directe à l'aide d'écrans, ce qui permet d'atténuer l'éblouis- sement pour l'observation dans la direction de l'appareil d'éclairage. L'application de ces moyens entraîne une forme de construction assez compliquée et requiert l'utilisation de sources lumineuses spéciales.
L'appareil d'éclairage conforme à l'invention obvie à ces inconvénients.
L'invention est basée sur l'idée que l'aménagement de configurations sur le réflecteur, par exemple de facettes, permet de donner à celui-ci une forme telle qu'il forme non pas une. image, mais un grand nombre d'images de la source lu- mineuse. Lorsque le réflecteur ne forme qu'une seule image, en regardant dans la direction du réflecteur, on est rapide- ment ébloui; par contre, lorsque le réflecteur constitue un grand nombre de petites images, on obtient un éclairage doux qui éblouit moins et qui donne des ombres propres et des ombres portées atténuées. L'invention est basée sur l'idée qu'il est possible de donner au réflecteur une forme telle qu'une grande partie du flux lumineux de la lumière réfléchie tombe liors du cône de lumière directe.
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Suivant l'invention, la partie du flux lumineux réflé- chi qui tombe hors du cône de lumière rayonnée directe est au moins égale à un tiers du flux lumineux direct et il doit prove- nir d'une partie du réflecteur qui comporte des configurations.
Dans celles des formes de construction connues, où au moins une partie de la lumière réfléchie tombe hors du cône de la lumière directe, la participation de la lumière réfléchie est beaucoup plus petite, par exemple de 10% seulement. fait que le flux lumineux de la lumière directe est petit entraîne que la source lumineuse n'est perceptible que dans une petite zone de l'enceinte à éclairer; l'éblouisse- ment est donc pratiquement exclu. Hors de cette zone, seule une partie du réflecteur est perceptible, partie qui, étant munie de configurations, n'éblouit pas.
De préférence, suivant l'invention, le réflecteur est constitué de manière que la contribution du flux lumineux réfléchi, qui tombe hors du cône de lumière directe, soit au moins égale au flux lumineux direct.
Cette distribution de la lumière est facile à réali- ser pour autant que l'on veille à ce que la partie du flux lumi- neux qui tombe hors du cône de lumière directe, provienne de parties des configurations disposées dans une ou plusieurs surfaces qui affectent approximativement la forme de surfaces cylindriques dont l'axe passe par la source lumineuse. Il ne s'agit pas ici non plus de "cylindres" dans le sens mathé- matique du mot; le réflecteur peut aussi affecter la forme d'un entonnoir, voire d'un tonneau. Les parties précitées des configurations peuvent se trouver sur des surfaces qui se rétrécissent vers l'ouverture du réflecteur.
Ces parties des configurations peuvent aussi se trouver sur un certain nombre de surfaces cylindriques dont les diamètres varient par échelon. La forme générale du ré-
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flecteur ne doit donc pas être cylindrique; le réflecteur peut aussi affecter la forme d'une cloche par exemple.
Pour qu'une partie du flux lumineux de la source, dirigée dans le sens opposé à celui de l'ouverture au réflec- teur, tombe aussi sur la partie à configurations du réflecteur, l'extrémité du réflecteur écartée de l'ouverture affecte, de préférence, la forme d'une sphère au centre de laquelle se trouve la source lumineuse.
Il va de soi que cette extrémité du réflecteur peut aussi être ouverte et éventuellement être raccordée à une autre partie du réflecteur. Dans ce cas, on disposera en général l'appareil d'éclairage de manière que la lumière passant par la première ouverture tombe dans l'hémisphère infé- rieure et que la lumière passant par la dernière ouverture soit dirigée vers le haut et assure ainsi l'éclairage dit indirect.
La description du dessin annexé, donné à titre d'e- xemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Les Figs. 1 et 2 montrent en coupe axiale des réflec- teurs connus.
Les Figs. 3, 5 et 6 montrent en coupe axiale des réflecteurs conformes a l'invention.
La Fig. 4a montre une coupe axiale d'un réflecteur muni de configurations et la Fig. 4b une coupe perpendiculaire à l'axe.
Sur las figures, 1 désigne toujours le réflecteur, 2 la source lumineuse, 3 le cône de lumière directe et 4 le cône de lumière réfléchie.
Dans le réflecteur montré sur la Fig. 1, qui con- stitue le type d'un projecteur, le cône 5 de lumière directe
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embrasse une surface assez grande, surface dans laquelle se produit de l'éblouissement, lorsqu'on regarde la source lumi- neuse. Le cône de lumière réfléchie forme un faisceau appro- ximativement parallèle au premier. Le réflecteur affecte approximativement la forme d'un paraboloïde de révolution.
Cet appareil d'éclairage ne convient pas à l'éclairage général.
Dans le réflecteur montré sur la Fig. 2, le cône de lumière directe coïncide approximativement avec celui de la lumière réfléchie 4, car les rayons extérieurs ont la même direction. Le réflecteur affecte approximativement la forme d'un ellipsoïde de révolution. Cet appareil d'éclairage ne convient pas non plus à l'éclairage général. Il est cependant utilisé dans les lampes d'irradiation.
Dans le réflecteur montré sur la Fige 3, le cône 3 de lumière directe a un faible angle au sommet, tandis que l'angle au sommet du cône 4 de lumière réfléchie est beau- coup plus grand. Lorsqu. 'on veille en outre à ce que la partie du réflecteur dont la contribution au flux lumineux qui tombe hors du cône de lumière directe comporte des configurations, il n'y a pas lieu de craindre d'éblouissement à l'intérieur de cette zone. Il est facile de donner au même appareil d'é- clairage une forme telle que la contribution précitée du flux lumineux réfléchi dépasse notablement le flux lumineux direct.
Si cette contribution est plus petite, par exemple le tiers du flux lumineux direct, on obtient néanmoins un bon éclai- rage spatial général.
La configuration peut être obtenue, par exemple, en mé- nageant des boursouflures dans le réflecteur. on obtient alors dans des plans passant par l'axe du réflecteur et par des plans perpendiculaires à cet axe, des sections telles que montrées sur les Fige. 4a et 4b. La configuration doit être telle qu'elle ne porte pas préjudice à la réflexion dirigée
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ou en d'autres termes, qu'il ne se produise pas de réflexion diffuse.
L'extrémité 5 du réflecteur, écartée de l'ouverture, affecte dans l'appareil d'éclairage montré sur la Fige 3, la forme d'un hémisphère au centre duquel se trouve la source lumineuse, de sorte que les rayons lumineux qui touchent cette partie, sont réfléchis dans la direction de la source lumineuse.
Cet hémisphère ne doit pas comporter de configurations, car les rayons incidents sont, en grande partie, encore réfléchis par la partie du réflecteur munie de configurations.
Cette extrémité du réflecteur peut évidemment être ouverte et éventuellement se raccorder à une partie du ré- flecteur qui émet de la lumière dans l'autre hémisphère.
L'appareil d'éclairage se dispose alors de manière que cette partie du réflecteur assure un éclairage indirect de l'hémi- sphère supérieur.
La Fig. 5 montre un exemple d'un tel appareil d'é- clairage. La partie 1 du réflecteur assure la distribution lumineuse avantageuse dans l'hémisphère inférieur, tandis que la partie 6 au réflecteur projette la lumière dans l'hémi- sphère supérieur.
Dans les exemples cités jusqu'à présent,la partie 1 du réflecteur affectait approximativement la forme d'un cylindre,on peut aussidonner au réflecteur une autre forme générale et faire en sorte que seules les parties des confi- gurations embrassées par la source lumineuse, coïncident avec une ou plusieurs surfaces approximativement cylindriques dont l'axe passe par la source lumineuse.. La Fige 6 montre un exemple d'un tel appareil d'éclairage. La forme générale du réflecteur 7 est ici plus ou moins celle d'une cloche, mais les parties actives du réflecteur, c'est-à-dire les
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bandes 8 embrassées par la source lumineuse occupent appro- ximativement la même position que dans les exemples montrés sur les Fige. 3, 4 et 5.
Les bandes inférieures 9 constituent des parties des réflecteurs qui se rétrécissent vers l'ouver- ture du réflecteur.
Il va de soi qu'il est superflu de prévoir des con- figurations sur les parties 11 du réflecteur non embrassées par la lumière.
Pour donner une idée de la distribution du flux lumineux total obtenable avec un appareil d'éclairage conforme à l'invention, voici les données relatives à un appareil d'é- clairage dont le réflecteur comporte une ouverture inférieure et une ouverture supérieure:
Flux lumineux total de la source lumineuse 100
Flux lumineux total de l'armature 80%
Flux lumineux qui traverse l'ouverture inférieure 32 %
Flux lumineux de la lumière directe à travers cette ouverture 8%
Flux lumineux de la lumière réfléchie hors du cône de lumière directe 20 %
Flux lumineux de la lumière réfléchie dans le cône de lumière directe 4%
Flux lumineux à travers l'ouverture supérieure 40
Le réflecteur peut être en verre, éventuellement argenté.
Comme il a déjà été mentionné, pour que le réflecteur conforme à l'invention assure un éclairage spatial général doux, il n'est pas nécessaire de prévoir des moyens diffu- seurs, à savoir des plaques de verre dépoli ou des écrans contre la lumière directe, par exemple des sources lumineuses dont la partie inférieure est argentée. L'invention n'est ce- pendant pas limitée aux appareils d'éclairage qui ne com-
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portent pas ces moyens. 0 test ainsi que la partie inférieure du réflacteur peut être fermée par une plaque de verre dépoli 7, telle que représentée sur la Fig. 5, mais si l'on désire maintenir la distribution avantageuse de la lumière assurée par l'application de l'invention, cette plaque ne doit être que très légèrement dépolie, satinée ou marquée.
Elle permet alors, en maintenant la distribution avantageuse de la lu- mière, d'assurer une lumière plus douce et d'atténuer encore l'effet d'éblouissement lorsqu'on regarde la source lumineuse.