Projecteur. Les phares pour automobiles ou bicy clettes, les phares de croisement, les phares antibrouillard, les projecteurs de voies de triage, d'atterrissage de champs d'aviation, d'éclairage par feu rasant de voies publiques ou autres surfaces, les feux de signalisation, etc., présentent l'inconvénient d'éblouir un observateur situé dans le voisinage du faisceau, du fait de la visibilité de la source lumineuse, des miroirs ou autres dispositifs optiques, ou encore de l'intérieur de leur boîtier de protection. Divers dispositifs ont été proposés en vue de parer à cet inconvé nient.
Les uns, s'ils évitent pratiquement en tièrement cet éblouissement, émettent en gé néral un faisceau trop concentré pour la solu tion des problèmes d'éclairage cités; les autres, s'ils permettent la solution de ces problèmes, n'évitent pas cet éblouissement.
La présente invention a pour objet un pro jecteur n'émettant que des rayons dirigés et qui. élimine les inconvénients cités, par le fait qu'il comporte au moins une optique constituée par des miroirs à génératrice droite, disposés autour d'une source de rayons et dont les axes optiques sont situés dans un même plan, la directrice de chaque miroir étant asymétrique par rapport à ce plan et s'amorçant par une parabole sur l'axe de laquelle se trouve la source, cette directrice se continuant par la courbe .enveloppe d'une succession de coniques à deux foyers d'excen tricité variable, dont l'un des foyers est au foyer de la parabole,
les miroirs étant dis posés symétriquement par rapport à un plan passant par la source et perpendiculaire au plan contenant les axes des paraboles, la dis tance focale des miroirs étant d'autant plus grande qu'ils sont plus éloignés de ce plan de symétrie, le tout étant monté dans un boîtier comportant au moins une visière et au moins un écran interceptant tous les rayons autres que ceux du faisceau dirigé.
Le dessin annexé montre, schématique ment et à titre d'exemples, quelques formes d'exécution du projecteur faisant l'objet de l'invention, constituées par des projecteurs d'automobile. La fig. 1 est une vue en coupe d'une pre mière forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue de dessous de l'optique.
La fig. 3 montre la répartition des faisceaux lumineux sur le champ éclairé. La fig. 4 est une vue en coupe d'une se conde forme d'exécution.
La fig. 5 est une vue de dessous d'une variante d'exécution-de l'optique.
La fig. 6 est une vue extérieure en pers pective du projecteur selon la fig. 4.
La fig. 7 montre les diverses parties de ce même projecteur.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 1 et 2, le projecteur comporte un boîtier 1, dans lequel est fixée une source lumineuse 2, et une optique constituée par des miroirs 3, 4, 4a, 5, 5a. La source lumi neuse est de préférence constituée par une lampe à incandescence à filement rectiligne, de type courant.
Tous les miroirs sont cylin driques, c'est-à-dire que leurs génératrices sont droites et qu'ils sont par conséquent courbés dans un seul sens seulement, ceci afin d'obtenir, dans un plan passant par une génératrice de chaque miroir, un faisceau pré sentant un' grand angle d'ouverture. La lon gueur de la génératrice de chaque miroir et sa distance de la source 2 déterminent l'angle d'ouverture du faisceau de rayons réfléchis suivant ce plan par chacun des miroirs.
Les rayons émis par la source lumineuse dans des directions autres que celles du faisceau de rayons désiré, sont interceptés par une visière 6 et un écran 7 fixés au boî- tier 1. La directrice des miroirs et leur disposi tion par rapport à la source sont déterminées en vue d'obtenir les éclairements désirés sur les diverses parties - du champ à éclairer.
Cette directrice s'amorce par une parabole sur l'axe de laquelle se trouve la source 2, et se continue par la courbe enveloppe d'une succession d'ellipses d'excentricité se rappro chant de l'unité au fur et à mesure que l'on s'éloigne du sommet de la parabole. Le grand axe de ces ellipses se confond avec celui de la parabole, et l'un de leurs foyers se trouve au foyer de cette dernière.
Les axes des paraboles des divers miroirs sont tous dans un même plan, et leurs foyers se confondent. La directrice de chacun de ces miroirs est disposée asymétriquement par rapport au plan des axes des paraboles.
Les miroirs entourent la source et sont disposés symétriquement par rapport à un plan de symétrie passant par la source et per- pendiculaire au plan des axes des paraboles, et dont 1a trace sur ce plan définit l'axe optique -8 -du projecteur.
La disposition des miroirs par rapport à la source est déterminée par les éclairements désirés en chaque point du champ à éclairer.
La fig. 2 montre les positions relatives des miroirs dans le projecteur selon la fig. 1, présentant .une optique émettant un faisceau de rayons ayant un angle d'ouverture d'en viron 80 suivant un plan -parallèle à l'axe optique et perpendiculaire au plan de la fig.-1.
La source est constituée par une lampe à incandescence d'un type courant à fi lement rectiligne. Ce filement est placé, vu en plan (fig. 2), perpendiculairement à l'axe optique 8 et dans le plan contenant les axes des pa raboles.
Le miroir central 3 est disposé, vu en plan, symétriquement par rapport à cet axe. Sa. distance focale f 3 et la longueur de sa génératrice e3 sont déterminées de manière que le faisceau renvoyé 7n (fig. 3) présente un angle d'ouverture de 60 . Les miroirs 4 et 4a, placés symétriquement de part et d'autre de l'axe optique 8, renvoient chacun un faisceau n-n' (fig. 3) présentant un angle d'ouverture de 40 réparti de part et d'autre de l'axe optique.
Les miroirs 5 et 5a sont placés symétri quement de part et d'autre de l'axe optique et renvoient chacun un faisceau p-p' (fig. 3) de 40 d'ouverture. Le miroir de gauche 5 éclaire principalement la moitié droite du champ à éclairer, tandis que le miroir de droite 5a éclaire principalement la moitié gauche de ce champ.
Il est à remarquer que tous ces miroirs sont de forme générale rec- tangulaire, c'est-à-dire que leurs arêtes laté rales sont situées dans des plans approxima tivement perpendiculaires à leurs généra trices, et qu'ils sont légèrement décalés les uns:
par rapport aux autres, de sorte que .la distance focale<I>f '</I> est plus grande que<I>f 4</I> qui est plus grande que<B>f'.</B> I1 s'ensuit que les rayons de courbure de la directrice du miroir 5 sont plus grands que ceux du miroir 4 qui, à leur tour, sont plus grands que ceux du miroir 3, en sorte que les extrémités des arêtes extérieures des miroirs intérieurs viennent cacher les extrémités des arêtes in térieures des miroirs extérieurs (voir fig. 2 et 7).
Au point de vue constructif, cette par ticularité présente l'avantage de permettre de découper des miroirs sans aucune précision, leurs arêtes n'étant pas jointives comme dans d'autres constructions connues. Les miroirs latéraux étant disposés obliquement par rap port à l'axe optique, il est nécessaire de pré voir une correction de leur courbure, afin que les arêtes intérieure et extérieure d'ian même miroir renvoient chacune un faisceau de rayons présentant, vu de profil (fig. 1), un même angle d'ouverture.
Ainsi, le profil de l'arête intérieure est légèrement différent de celui de l'arête extérieure, de sorte que la génératrice droite engendre un cylindre gauche.
Cette correction est évidemment d'autant plus prononcée que le volume photométrique de la source est grand par rapport à la dis tance focale du miroir considéré, et que l'in clinaison de celui-ci par rapport à l'axe optique est grande.
La fig. 3 montre la répartition sur le champ éclairé des faisceaux renvoyés par les mirôirs de l'optique représentée en fig. 2. On voit que le centre de cette surface est éclairé par tous les miroirs; cela est nécessaire, afin que l'axe de la route soit fortement éclairé.
Cette répartition des faisceaux renvoyés par les miroirs a été choisie ici en vue d'ob tenir une répartition lumineuse spéciale sur le champ éclairé et adaptée à l'éclairage d'une route; mais il est évident qu'en modifiant les inclinaisons des génératrices des miroirs, par rapport à l'axe optique, il est possible d'obtenir toute répartition lumineuse désirée.
Il est possible de prévoir un nombre quel conque, pair ou impair, de miroirs, certains d'entre eux pouvant éclairer toute la surface à éclairer, tandis que d'autres n'en éclairent qu'une partie.
Enfin, on peut aussi découper, par exem ple, l'arête extérieure des miroirs 5 et 5a sui vant une courbe, de manière que la généra trice du miroir augmente de longueur à par tir de la partie parabolique de la directrice, ceci en vue d'obtenir un champ éclairé de forme rectangulaire.
La courbure d'un miroir donné, c'est- à-dire la fonction déterminant l'excentricité de l'ellipse passant par un point situé à une distance donnée de l'axe de la parabole, doit être choisie dans chaque cas selon la réparti- tion lumineuse désirée le long de l'axe de la route. Toutefois, pour permettre une fabrica tion aisée des miroirs, il est avantageux que cette fonction soit continue, afin d'obtenir un profil présentant une courbure progressive.
En outre, pour éviter que le faisceau ren- . voyé par un miroir contienne des rayons ascendants, c'est-à-dire qui, vu de profil (fig. 1), s'éloignent de l'axe optique 8, il est préférable de faire varier l'excentricité des ellipses successives suffisamment rapidement pour que la divergence, due au volume photo- métrique de la source, donne des rayons des cendants, c'est-à-dire coupant un plan conte nant l'axe optique et perpendiculaire au plan de la fig:
1, ou soient tout au moins parallèles à un plan D passant par l'arête extrême 9 de la visière 6 et l'arête 10 de l'écran 7. Ce plan D forme avec l'axe optique 8 un petit angle (au plus quelques degrés) dont le sommet est situé derrière l'optique. En inclinant l'axe optique du projecteur en direction du plan P à éclairer, de manière que le plan D soit pa rallèle à ce plan P (fig. 1), on voit qu'aucun rayon des faisceaux réfléchis par les miroirs n'est ascendant.
Il s'ensuit qu'un observateur situé à.une distance du plan P plus grande que le plan D ne peut être ébloui. La longueur de la visière 6 est prévue de manière que celle-ci intercepte -tous les rayons émis directement par la source et qui ne sont pas interceptés par l'écran 7.
Pour éviter une trop grande longueur de cette visière, -il est avantageux de placer l'écran 7 aussi près que possible de la source, d'une part; et, d'autre part, de placer les miroirs à une certaine distance C d'un plan passant par l'axe optique et perpendiculaire au plan de la fig. 1, et d'arrêter leur direc trice à proximité du plan D.
On voit que si la source est placée sur l'axe de la parabole, approximativement au foyer de celle-ci, tous les rayons qu'elle émet dans des directions autres que celles des faisceaux de rayons renvoyés par les miroirs, sont interceptés par le boîtier 1, l'écran 7 ou la visière 6. De la sorte, un observateur situé à une distance du plan P plus grande que le plan D ne peut percevoir aucun rayon.
Enfin, en vue d'éviter une réflexion totale par le globe de verre de la lampe à incan descence des rayons réfléchis par les miroirs, il est préférable f de prévoir la distance C approximativement égale au demi-diamètre de ce globe: Dans la forme d'exécution selon. la fig. 4, une seconde optique est disposée sur le côté opposé de l'axe 8.
Cette optique est constituée par des miroirs cylindriques 11, 11a, 11b. Comme les miroirs 3, 4 et 5, vu de profil, ils sont aussi disposés asymétriquement par rapport à l'axe 8, et la directrice de chacun d'eux s'amorce par une parabole dans sa partie la plus éloignée de l'axe optique. Les axes de ces paraboles sont situés dans un plan qui coïncide avec celui contenant les axes des paraboles des miroirs 3, 4 et 5 et ont mêmes foyers.
Comme représenté à la fig. 4, il est avan tageux en effet de prévoir les directrices dés miroirs, de manière que la partie renvoyant un faisceau de rayons parallèles soit distante de l'axe 8, à l'inverse des miroirs 3, 4 et 5.
La directrice de chaque miroir 11, 11a, llb se continue par la courbe enveloppe d'une succession d'hyperboles dont l'excentricité se rapproche de l'unité au fur et à mesure que l'on se rapproche de l'axe de la parabole. La variation de l'excentricité des hyperboles successives est choisie de la même manière que la variation de l'excentricité des ellipses successives des miroirs 3, 4 et 5. Ainsi, les.
faisceaux renvoyés par ces miroirs 11, 11a, 11b sont formés uniquement de rayons diver gents, c'est-à-dire qui s'éloignent d'un plan contenant l'axe optique et perpendiculaire au plan de la fig. 4, ou sont tout au plus parallèles à un plan D' passant par le bord extrême 14 d'une- visière 13 et le bord 15 d'une fenêtre 12 pratiquée dans l'écran 7.
Les directrices des miroirs 11, 11a, llb s'arrêtent à proximité du plan D' qui, dans la forme d'exécution représentée, est parallèle au plan D.
La distance C' des arêtes 18 des miroirs 11, 11a, llb est choisie de manière à éviter une réflexion totale des rayons réfléchis sur le globe de la lampe. Selon la répartition lumineuse désirée sur le champ éclairé, ces miroirs pourraient être prolongés jusqu'à l'axe 8 ou au delà de ce dernier, ces parties de miroirs éclairant alors la surface P dans le voisinage immédiat du projecteur.
Pour des besoins constructifs, les miroirs 11, 11a, 11b pourraient même être reliés aux miroirs <I>3, 4, 4a,</I> 5, 5a, tous les rayons réfléchis par ces zones de miroirs seraient alors inter ceptés par les écrans ou les visières. La partie parabolique A' pourrait aussi être pro longée au delà du plan D'. Toutefois, les rayons parallèles réfléchis par cette partie prolongée seraient tous interceptés par le boîtier, l'écran ou la visière.
Le nombre de miroirs que comporte cette seconde optique peut être différent du nom bre de miroirs de la première optique.
Il peut être avantageux, par exemple, pour augmenter l'éclairement suivant- l'axe de la route, de prévoir un angle d'ouverture du faisceau combiné de cette optique plus petit que celui de 'la première optique; de même, la courbure des miroirs peut être choisie de manière à renvoyer un faisceau de rayons moins divergents, comme indiqué à la fig. 4.
Un écran supplémentaire 16 est fixé sur l'écran 7 et est destiné à intercepter les rayons émis par la source lumineuse en direc tion de la fenêtre 12.
Les écrans 7 et 16 pourraient être rem placés, en partie ou entièrement, par un contre-miroir ou un miroitage de la lampe.
Les deux faisceaux de rayons parallèles renvoyés par les deux optiques peuvent être amenés à se superposer à la distance désirée, par exemple, en inclinant très légèrement les deux optiques l'une vers l'autre ou en dépla çant légèrement la, lampe, les, écrans et vi sières étant modifiés en conséquence.
Enfin, diverses formes d'exécution du projecteur décrit peuvent être prévues, qui peuvent varier dans leur forme et la dispo sition des optiques et des miroirs les uns par rapport aux autres e1; par rapport à la source lumineuse, selon le but recherché. On peut, par exemple, prévoir un projecteur ne com portant qu'une optique constituée par des mi roirs 11, 11a, 11b, l'écran 7 fermant entière ment le boîtier 1 à l'exception de la fenêtre 12, et la visière 6 étant supprimée.
Les miroirs sont figés sur un support 19 fixé rigidement dans le boîtier 1 (fig. 6 et 7). La lampe est de préférence montée dans la partie centrale du support 19. au moyen d'un dispositif permettant de la déplacer le long de l'axe optique du projecteur.
Les courbures des miroirs étant progressives, comme indiqué plus haut, la position de la source sur l'axe optique détermine l'inclinaison des deux faisceau de rayons l'un par rapport à l'autre. Les deux visières 6 et 13 sont fixées l'une sur l'autre et portent l'écran 7 qui porte lui-même l'écran supplémentaire 16.
Un troisième écran. 20 est fixé au bord 10 de l'écran 7 et intercepte tous les rayons réflé chis par des parties du boîtier ou du support qui pourraient passer entre l'écran 7 et la vi sière 6, de même que la lumière directe de la lampe qui, par réflexion de la visière 6, pour rait donner une certaine brillance sur la vi sière 13. L'ensemble des visières et des écrans est fixé à l'aide d'une bride 22 sur le boîtier 1.
Dans la variante d'exécution de l'optique selon la fig. 5, celle-ci est venue d'une seule pièce, par exemple par emboutissage.
Les miroirs voisins sont reliés entre eux par un décrochement brusque 23, dont l'orien tation est choisie de manière que sa surface située entre deux surfaces de miroirs soit placée dans l'ombre de l>rête extérieure du miroir intérieur, les bords latéraux extérieurs des miroirs étant limités par des plans approxi mativement perpendiculaires aux génératrices des miroirs.
Il est évident que les deux optiques de la forme d'exécution selon la fig. 4 pourraient être venues d'une seule pièce, par emboutis sage, par exemple. Dans ce cas, les surfaces métalliques reliant entre eux deux miroirs appartenant à une optique différente ne peu vent être considérées, au point de vue optique, comme faisant partie d'un miroir, car tous les rayons renvoyés par de telles surfaces sont interceptés par le boîtier, les visières ou les écrans.