Dispositif d'éclairage à faisceau dirigé. L'objet de la présente invention est un dispositif d'éclairage à faisceau dirigé, no tamment une lanterne électrique du genre comprenant un réflecteur destiné à fournir un faisceau de rayons lumineux parallèles ou sensiblement parallèles.
Ce dispositif d'éclairage a pour but de donner vers l'avant la, réflexion d'un fais ceau :d'un plus large angle d'émission à par tir de la sourec de lumière, pour permettre l'emploi d'un réflecteur conique simple non prismatique à la place du réflecteur parabo lique pluo usuel débitant l'éclairement à des surfaces situées en dessous de l'axe du sys tème optique-.
Le dispositif suivant l'invention est ea, raetérisé en ce qu'il comprend une source lu mineuse, une lentille en une seule pièce qui présente un élément de lentille annulaire et un,élémeut de lentille antérieur, ces, deux élé- ment@s de lentille ayant un foyer commun -si tué dans le plan médian de l'élément annu laire, la base de l'élément antérieur étant dans le même plan que l'extrémité antérieure de l'élément annulaire,
-et en ce qu'il comprend, en outre, un réflecteur yen forme de troua de cône, dont l'es deux extrémités sont situées, respectivement, sensiblement dans, les même plans que celles de l'élément de lentille an nulaire, et un verre antérieur bombé ap puyant directement contre l'extrémité anté- rieure du réflecteur et renfermant la lentille et le réflecteur.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, en coupe verticale, urne forme d'exécution de l'objet de l'invan- tion.
Dans l'exemple représenté au dessin, une ampoule électrique 1 de la. lanterne, -compor- tant un filament la, est entourée d'un cha peau transparent poli, en verre ou en une autre matière appropriée, qui forme deux éléments de lentille, l'un, l'élément de len tille 3 est du type plan-convexe et projette vers l'avant, tandis que l'autre élément 4 est du type plan-convexe annulaire,
les surfaces incurvées des deux éléments s e raccordant en 4a de façon que le bord de l'élément 3 pro: jetant vers l'avant a les mêmes limites que le bord antérieur de l'élément annulaire 4. Ce dernier élément contient une chambre inté- rieure cylindrique 5 dont une extrémité est fermée par la face plane postérieure 6 de l'élément 3, dirig '6e vers l'avant.
A sa base, <B>le</B> -chapeau transparent possède un prolonge- ment cylindrique 2destiné à, permettre le pla cement d'un moyeu 8a d'un réflecteur métal lique 8 en forme de tronc de cône ayant un angle de 90 . Ce réflecteur a une bride 8b contre laquelle est placé le rebord annulaire d'un verre antérieur 10. Les éléments de len tille 3 et 4 ont un foyer principal commun en 7 où est lobé le filament la.
Les rayons lumineux du filament, frappant la, face pos térieure plane 6 de l'élément 3 sont conden sés par cet élément antérieur et sont projetés en un faisceau 3a sensiblement parallèle, tan- dis que les rayons frappant la face interne cylindrique de l'élément de lentille annulaire 4 sont condensés. et projetés en un faisceau en forme de disque, représenté par les, rayons 4b, perpendiculairement au faisceau dirigé vers l'avant.
Ce faisceau en forme de disque est réfléchi par le réflecteur conique poli 8 et projeté coaxialement avec. le faisceau di rigé vers l'avant 3c., sous la forme :d'un fais ceau annulaire 4c.
L'avant du réfleckur est fermé par le verre de lanterne 10 et l'ensem ble peut être monté dans un corps de lanterne -de la manière usuelle. Les, formes des élé ments de lentille sont calculées de telle ma.- niène que tous les, rayons émis par la.
lanterne sont projetés utilement, soit directement par l'élément antérieur projetant vers l'avant, sait indirectement par l'élément annulaire et le réflecteur.
Le réflecteur a une base plate et le moyeu 8c. forme une douille axiale dans laquelle le prolongement cylindrique 2 -du chapeau transparent est monté de façon cou lissante pour faciliter le montage et permettre son réglage axial par rapport au réflecteur.
Les avantages du dispositif décrit sont les suivants: a) Les rayons lumineux provenant d'un large angle d'émission à partir du filament peuvent être utilement dirigés vers l'avant.
b) La mise au point peut se faire dans une mesure beaucoup plus large que -ce que l'on peut obtenir avec le réflecteur paraboli que normal. Dans un réflecteur parabolique, les filaments ;
doivent être plus ou moins au point focal sinon un centre noir apparaît dans le faisceau. Dans le dispositif proposé, les éqéments. 3 et 4 faisant dévier la lumière, se comportent plutôt comme une lentille compo sée, c'est-à-dire que les faisceaux convergent ou divergent lors d'un mouvement axial rela tif entre le chapeau transparent et l'ampoule '.et,
comme ils agisaent en opposition, les fais- ceaux résultant se croisent et la surface cou verte est éclairée uniformément. En chiffres, l'ouverture angulaire de la lentille représen tée est de 270 , tandis que pour un réflecteur parabolique de la même dimension l'ouver ture augulaime serait approximativement de 120 .
DIême avec une parabole profonde, l'ou verture angulaire dépasse rarement 140 . Ceci montre que le dispositif proposé commande pour la projection deux fois autant de lu mière qu'une parabole normale.
c) On voit .d'après b que l'intensité d'éclai rement à n'importe quelle distance de la lan terne est une fonction ,de la. puissance en bou gies de la source et de la, surface finalement couverte.
Le diamètre de sortie du faisceau de la lanterne 'est donc sans importance; ceci permet l'emploi d'une petite lanterne là où jusqu'à présent, en vue de réaliser un degré élevé d'éclairement, il fallait un grand ré flecteur avec une lanterne de grande dimen sion correspondante. Ceci s'applique à la pro fondeur ,de la lanterne aussi bien qu'à son diamètre.
d) Par suite dp la -construction jointive des éléments de lentille 3 et 4, il n'y a pas de rayon direct, c'est-à-dire non réfléchi vers l'avant, sauf à. travers l'élément antérieur, et comme les faisceaux des deux éléments sont définis relativement nettement, on ne rencon tre d'éblouissement qu'à l'intérieur des fais ceaux.
e) Lei système optique est complètement ,enfermé au moyen du verre antérieur lisse qui est facilement nettoyé.
f) Un réflecteur métallique simplement conique est plus facile à fabriquer qu'une parabole ou autre forme.
Le réflecteur exactement,conique rend la mise au point du faisceau réfléchi indépen dante & la position axiale de la lentille, avec son ampoule, par rapport au réflecteur.
Directed beam lighting device. The object of the present invention is a directed beam lighting device, in particular an electric lantern of the type comprising a reflector intended to supply a beam of parallel or substantially parallel light rays.
The purpose of this lighting device is to give the reflection of a beam forward: from a wider angle of emission from the source of light, to allow the use of a reflector. simple non-prismatic conical instead of the more usual parabolic reflector delivering illumination to surfaces located below the axis of the optical system.
The device according to the invention is, among other things, characterized in that it comprises a light source, a one-piece lens which has an annular lens element and an anterior lens element, these two elements. lens having a common focus -if killed in the median plane of the annular element, the base of the anterior element being in the same plane as the anterior end of the annular element,
-and in that it further comprises a reflector y in the shape of a cone hole, the two ends of which are located, respectively, substantially in the same planes as those of the annular lens element, and a domed front lens that rests directly against the front end of the reflector and encloses the lens and reflector.
The accompanying drawing represents, schematically and by way of example, in vertical section, an embodiment of the object of the invention.
In the example shown in the drawing, an electric bulb 1 of the. lantern, -composing a filament 1a, is surrounded by a transparent polished skin, made of glass or other suitable material, which forms two lens elements, one of which is the lens element 3 of the type plane-convex and projects forward, while the other element 4 is of the annular plane-convex type,
the curved surfaces of the two elements connecting at 4a so that the edge of the element 3 projecting towards the front has the same limits as the anterior edge of the annular element 4. The latter element contains an internal chamber. higher cylindrical 5, one end of which is closed by the rear flat face 6 of the element 3, directed towards the front.
At its base, <B> the </B> transparent cap has a cylindrical extension 2 intended to allow the placement of a hub 8a of a metal reflector 8 in the form of a truncated cone having an angle of 90. This reflector has a flange 8b against which is placed the annular rim of a front lens 10. The elements of the len tille 3 and 4 have a common main focus at 7 where the filament la is lobed.
The light rays of the filament, striking the flat rear face 6 of the element 3 are condensed by this front element and are projected in a beam 3a substantially parallel, while the rays striking the cylindrical inner face of the ring lens element 4 are condensed. and projected in a disc-shaped beam, represented by the rays 4b, perpendicular to the beam directed forward.
This disc-shaped beam is reflected by the polished conical reflector 8 and projected coaxially with it. the beam directed towards the front 3c., in the form of: an annular beam 4c.
The front of the refleckur is closed by the lantern glass 10 and the assembly can be mounted in a lantern body in the usual manner. The shapes of the lens elements are calculated in such a way that all the rays emitted by the.
lantern are usefully projected, either directly by the anterior element projecting forward, known indirectly by the annular element and the reflector.
The reflector has a flat base and the hub 8c. forms an axial sleeve in which the cylindrical extension 2 of the transparent cap is mounted in a smooth neck to facilitate assembly and allow its axial adjustment relative to the reflector.
The advantages of the device described are as follows: a) The light rays coming from a wide angle of emission from the filament can be usefully directed forward.
b) Focusing can be done to a much larger extent than can be achieved with the paraboli reflector than normal. In a parabolic reflector, the filaments;
must be more or less at the focal point otherwise a black center will appear in the beam. In the proposed device, the elements. 3 and 4 deflecting the light, behave more like a composite lens, that is to say that the beams converge or diverge during a relative axial movement between the transparent cap and the bulb '. And,
as they act in opposition, the resulting beams intersect and the green neck surface is uniformly illuminated. In figures, the angular aperture of the lens shown is 270, while for a parabolic reflector of the same size the increased aperture would be approximately 120.
Even with a deep parabola, the angular opening rarely exceeds 140. This shows that the proposed device controls twice as much light for projection as a normal parabola.
c) It can be seen from b that the intensity of illumination at any distance from the dull field is a function of the. candle power of the source and of the surface finally covered.
The output diameter of the lantern beam is therefore unimportant; this allows the use of a small lantern where until now, in order to achieve a high degree of illumination, a large reflector with a corresponding large dimension lantern was required. This applies to the depth of the lantern as well as to its diameter.
d) As a result of the contiguous -construction of the lens elements 3 and 4, there is no direct ray, that is to say not reflected forward, except at. through the front element, and as the beams of the two elements are defined relatively clearly, there is no glare except inside the beams.
e) The optical system is completely enclosed by means of the smooth anterior glass which is easily cleaned.
f) A simply conical metallic reflector is easier to manufacture than a parabola or other shape.
The exactly conical reflector makes the focus of the reflected beam independent of the axial position of the lens, with its bulb, in relation to the reflector.