<Desc/Clms Page number 1>
Système optique de réglage de faisceaux lumineux concentres et son application au balisage des terrains d'aviation
On connait déjà des systèmes optiques concentrant dans un pinceau d'ouverture limitée le flux lumineux émis dans toutes les directions par une source ponctuelle. Le brevet fran- çais 818.239 décrit en particulier un tel système dans lequel la source lumineuse est placée à la fois au centre d'un miroir sphé- rique et à un des foyers d'un miroir élliptique raccordés l'un à l'autre, tous les rayons émis par cette source étant ainsi concent
<Desc/Clms Page number 2>
dans un pinceau lumineux convergent au deuxième foyer du miroir elliptique disposé sur la surface du miroir sphérique où est mé- nagé un orifice pour le passage de ce pinceau lumineux.
Conformément à la présente invention le flux émis par la source, concentré comme indiqué ci-dessus et passant par un trou fait dans la paroi du miroir sphérique est ensuite repris par un dispositif optique qui le répartit suivant la loi donnée
Le dessin annexé renrésente shhématiquement,à titre d'exemple (fig. 1 à 7), quelques modes de réalisation et quelques applications particulières de l'invention.
Le dispositif représenté fig. 1 comporte la manière connue une portion de miroir elliptique 1 de grand axe XX et de foyers FF' raccordée avec une portion de miroir sphé- rique 2 de centre F, d@ rayon FF' et au point F' duquel est mé- nagé un petit orifice 3. La source lumineuse étant placée au point F, tous les rayons lumineux tels que FI seront réfléchis sur eux-mêmes en 1-Ilpour nasser après une deuxième réflexion par le foyer F'. Le rayon limite FJ sera réfléchi 45 de l'axe XX, de sorte tous les rayons émis par la source seront concentrés dans un pinceau lumineux de 90 d'ouverture passant par l'orifice 3.
On observera d'ailleurs que si l'on désire obtenir un pinceau lumineux ayant une autre ouverture, il faudra que le diamètre dû miroir sphérique soit plus grand que celui du miroir elliptique, si l'ouverture du faisceau est inférieureà 90 et plus petit si l'ouverture est plus grandeque 90 .
Conformément à l'invention ce flux lumineux est contrôlé par un dispositif permettant de le régler et de le di- riger: Dans l'exemple de la fig. 1 ce dispositif est constitué par une sphère réfractante 4.
Si l'on fait alors tourner le système source
<Desc/Clms Page number 3>
lumineuse F et miroirs 1-2 autour du centre de la sphère 3, on obtiendra un déplacement égal de la direction du faisceau émergent.
Les caractéristiques optiques du faisceau seront conservées, puis- que le système optique, dans toutes les orientations, reste identi- que à lui-même.
Dans un projecteur orientable constitué d'âpres ce principe, la sphère constituant l'objectif pourra être immobi- lisée dans une monture 4', la variation de direction du faisceau émergent étant obtenue par le déplacement du système optique in- térieur 1-2 qui pourra être monté sur une sorte de cardan.
Un tel projecteur convient particulièrement comme plot pour l'aviation ; lasphère étant fixée sur la partie supérieure du plot et le dispositif optique réfléchissant se déplaçant à l'in- térieur pour donner le réglage en direction.
Suivant une variante de l'invention, la lentille aphérique peut être remplacée par une lentille plan convexe, l'en- semble réfléchissant 1-2 tournant autour du centre de la calotte sphérique formant la face intérieure de la lentille, laquelle doit avoir naturellement une dimension supérieure à celle nécessaire pour recevoir le faisceau incident de façon à pouvoir recevoir et réfracter le flux lorsque le dispositif réflecteur tourne.
L'optique réfractante extérieure peut être plus compliquée suivant les problèmes à résoudre. En particulier, il est souvent intéressant, dans les questions de balisage d'aviation, d'avoir deux faisceaux émis dans des directions diamétralement opposées et un troisième envoyé vers le zénith. La disposition de la f ig. 2 permet de résoudre ce problème. Le système optique réfractant comporte, en effet, sur la face tournée vers les miroirs 1-2 un dioptre sphérique 4 rendant parallèle la partie centrale
<Desc/Clms Page number 4>
du faisceau, combiné avec deux primes 5 recevant les deux portions latérales du flux et les déviant latéralement.
Les deux primes peuvent être remplacées par des portions de lentilles cylindriques, ou toute autre combinaison calculée suivant les lois ordinaires de l'optique et destinée à donner la répartition lumineuse voulue. En particulier, pour les plots placés sur les terrains d'aviation en bordure des pistes de circulation des avions (dit Taxi-Way), on peut utiliser un dis- positif dans le genre de celui de la. fig. 3 dans lequel le dis- positif réfractant comporte deux prismes jumélés 6 dont la face interne est normale au rayon externe émis par le point F'. Le fais- ceau sortant sera soit de révolution si la. verrerie portant les prismes 6 est également de révolution autour de XX', soit dévié en deux pinceaux distincts si la partie optique de la verrerie est for- mée de deux dièdres ayant en coupe le profil représenté sur la figure.
Dans tous ces dispositifs, la saillie hors sol du plot est très faible et ne peut gêner en rien la circulation des avions. En rapprochant la verrerie du point 1' on peut d'ailleurs diminuer considérablement la dimension de cette verrerie.
Lorsque l'on ne désire pas faire varier l'orienta- tion du pinceau lumineux, mais seulement sa convergence, par exem- ple pour la réalisation de feux de brume où il est intéressant de disposer d'un pinceau très puissant, on peut utiliser à la sortie de l'ensemble des réflecteurs un objectif qui peut très simplement être composé d'une seule lentille 4- constituant éventuellement le verre de sortie même du plot (fig. 4). Pour faire varier la diver- gence, il suffit de faire varier la position relative réflecteur 1-3, lentille 4.
Si l'on consent à ne pa.s contrôler la totalité du flux, on peut utiliser un miroir sphérique de dimension telle que
<Desc/Clms Page number 5>
l'image ne se fasse pas sur sa surface, mais soit en dedans, soit en dehors (fig. 5). L'ouverture du miroir sphérique pour laisser passer le flux émergent devra être plus grande qu'il n'est dit précédemment et une faible partie du flux direct de la lampe pas- sera par cette ouverture et ne sera pas contrôlée.
On peut alors remplacer la lentille convergente 4 par une lentille divergente 7 placée en arrière du foyer. On peut placer cette lentille directement sur le réflecteur et le déplacement relatif pour faire varier la convergence est alors facile à obtenir. Le plot peut alors être fermé par une simple glace plane 8.
On peut, en calculant convenablement la position de la focale, prendre une lentille divergente qui aura comme rayon celui de la calotte sphérique réfléchissante. La lentille 7 pour- ra alors être venue du moulage avec la calotte sphérique 2 et retaillée intérieurement s'il en est besoin (fig. 6).
L'invention présente un avantage particulier pour la réalisation de balises de pistes d'atterrissage.
Dans de nombreux cas, on ne peut disposer les balises sous forme de plot dans la piste soit que celle-ci soit déjà faite, soit que le prix de revient de telles installations soit trop élevé. On est alors conduit à disposer les appareils de signalisation de part et d'autre de la piste, 'ci une faible dis- tance de celle-ci. Le terrain n'étant pas parfaitement plan et éga- lement à cause de la végétation, il faut pla.cer le dispositif de signalisation hors sol, mais on risque alors de causer un accident à un avion sortant de'la piste et rencontrant la balise.
Pour re- médier à cet inconvénient, on peut (fig. 7) utiliser un plot con- centrant du type décrit fig. 5 ou 6 sur la surface de sortie da la lentille duquel, on dispose un cylindre 9 de la hauteur voulue
<Desc/Clms Page number 6>
portant ?# sa partie supérieure, le dispositif optique de balisage 10 fixe ou réglable. Le cylindre est réalisé en une matière peu résistante de façon à ne causer aucun dommage à un avion qui le rencontrerait. Il est intéressant que les parois intérieures du cylindre soient réfléchissantes de façon à diminuer au maximum les @ pertes de lumière.
Dans le cas de la fig. 7, le dispositif optique placé au sommet du tube est en matière réfringente. Il est formé de deux prismes à réflexion totale 10 dirigeant deux pinceaux lu- mineux dans les directions intéressées. Ces prismes peuvent néan- moins être remplacés par des petits miroirs d'angle variable per- mettant de diriger les faisceaux lumineux dans la direction voulue.
On observera, que l'ensemble optique miroir elliptique miroir spbérique que concerne l'invention est stigmatique pour les deux points conjugués F et F'. Les dispositifs optiques combinés suivant l'invention avec cet ensemble, utilisant des dbptres sphériques ne le sont donc pas en général.
Cet inconvénient peut être grave mais on peut y remédier sans sortir du cadre de la présente invention soit en remplançant tout ou parties des surfaces sphériques réfractantes utilisées par des surfaces asphériques soit, tout en gardant les dispositifs optiques décrits, en remplaçant le miroir elliptique par un autre miroir de révolution autour de XX' dont la directrice sera calculée de façon que les rayons émis du point F soient, après réflexion, tangents à la. caustique donnéepar le dispositif optique destinédonner une certaine répartition, par exemple un faisceau émergent parallèle. Dans ce cas, 1'ensemble sera stigmatique pour le point F et l'infini. De petits déplacements autour de la position ainsi définie pourront être faits sans nuire d'une façon importante au stigmatisme de l'ensemble.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux
<Desc/Clms Page number 7>
applications particulières qui en ont été données à titre d'exemple, non plus aux réalisations particulières des divers dispositifs op- tiques qui ont été décrites.
REVENDICATIONS
1 ) Appareil optique comportant un système émetteur dans lequel la source lumineuse constitue le centre d'un miroir sphé- rique et l'un des foyers d'un miroir elliptique raccordés l'un à l'autre et concentrant tous les rayons émis par cette source en un pinceau convergent au deuxième foyer du miroir elliptique, carac- térisé en ce que ce système émetteur est combiné avec un système optique réfractant modifiant la répartition du pinceau produit par le dit système optique émetteur.
2 ) Appareil optique suivant 1 caractérisé en ce . que le dispositif optique réfractant est constitué par une sphère ou une lentille sphérique, le système optique émetteur étant mon- té tournant autour du centre de la sphère.
3 ) Appareil optique suivant 1 et 2 caractérisé en ce que le dispositif optique réfractant comporte des prismes divisant le faisceau émanant du système optique émetteur en au moins deux faisceaux divergents.
4 ) Appareil optique suivant 1 à 3 caractérisé en ce que la distance du dispositif optique réfractant par rapport au système émetteur est réglable de manière à régler la oonver- gence du faisceau sortant de ce système réfractant.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.