Appareil d'éclairage comportant au moins une source lumineuse et au moins un réflecteur. La présente invention, due à M. Maurice Commelin, se rapporte à un appareil d'éclai rage comportant au moins une source lumi neuse et au moins un réflecteur;
cet appareil est caractérisé en ce que la surface réfléchis sante dudit réflecteur a une forme engendrée géométriquement par le déplacement d'une ligne continue, plane, comportant au moins une partie parabolique formée d'att moins un arc de parabole et une partie elliptique formée au moins d'un arc d'ellipse, le foyer de la parabole coïncidant, an moins approxi mativement, avec celui des foyers de l'ellipse qui est.
le plus éloigné du sommet de la para bole et avec un point de la source lumineuse, la distance entre les foyers de l'ellipse étant plus grande que la largeur de l'enveloppe de la source lumineuse, mesurée parallèlement à l'axe de ladite ellipse, ladite partie parabo lique étant. entièrement. située d'un côté de l'axe de la parabole et ladite partie elliptique étant entièrement située de l'autre côté de cet axe et les deux foyers de l'ellipse étant situés du côté concave de la parabole.
Si l'appareil d'éclairage comporte une seule source lumineuse, au moins approxima tivement reetiligne, le réflecteur a une forme cylindrique obtenue en déplacant, parallèle ment à la ligne moyenne de ladite source, la dite ligne continue et plane, le plan qui con tient cette ligne restant constamment perpen diculaire à cette direction. Si l'appareil comporte plusieurs sources lumineuses rectilignes, on dispose ces sources parallèlement entre elles et on déplace la ligne parallèlement à. la direction de ces sources.
Si l'appareil comporte une seule source lumineuse ayant sensiblement la forme d'une portion, au moins, de tore, le réflecteur a une forme torique obtenue en faisant tourner autour de l'axe dudit. tore ladite ligne conti nue et plane, le plan qui contient cette ligne contenant constamment ledit axe.
Si l'appareil comporte plusieurs sources lumineuses ayant chacune sensiblement la forme d'une portion, au moins, de tore, on dispose ces sources de façon que les axes des tores correspondants soient confondus, au moins approximativement, et, on fait tourner la ligne autour de cet axe.
Si l'appareil d'éclairage comporte une seule source lumineuse de petites dimensions, le réflecteur a une forme obtenue en faisant tourner ladite ligne plane et continue autour d'un axe passant, au moins approximative ment, par la source, le plan qui contient cette ligne contenant constamment ledit axe.
Pour obtenir plusieurs faisceaux lumineux de directions différentes à partir d'une même source lumineuse, l'appareil d'éclairage com prend plusieurs réflecteurs orientés de fanon à renvoyer le flux lumineux suivant lesdites directions. Les appareils d'éclairage selon l'invention. peuvent envoyer dans les directions utiles la totalité du flux lumineux émis par les sources qu'ils renferment; les faisceaux non réfléchis qu'ils émettent peuvent, en effet, être relati vement étroits et être dirigés dans la même direction que les faisceaux réfléchis. De plus, ils peuvent être établis de façon à obtenir des flux lumineux répartis selon des lois très di verses.
On peut varier dans de très larges limites cette répartition en changeant le nom bre, la forme, la place relative des sources lamineuses et des éléments des lignes eonti- nues. Le dessin représente, schématiquement et à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de l'appareil suivant l'invention; la fig. 1 en est une coupe et la fig. 2 montre la répartition approximative des rayons lumi neux émis par l'appareil représenté à la fig. 1.
La fig. 1 est une coupe transversale d'un appareil d'éclairage prévu pour éclairer sur tout un peu au-dessous de l'horizontale I-I; cet appareil se compose principalement d'une source lumineuse 1 et d'un réflecteur 2, 3, 4, 5. Le réflecteur est en forme de surface cy lindrique à génératrices perpendiculaires au plan de la figure; la source lumineuse est, par exemple, une lampe fluorescente tubu laire dont la longueur est- parallèle aux géné ratrices du cylindre et de même ordre de grandeur.
La ligne représentant le réflecteur en coupe par le plan de la figure, c'est-à-dire perpendiculairement à ses génératrices, est la ligne continue mentionnée plus haut. Elle se compose, dans le cas présent, d'un premier are d'ellipse 2, 3, d'un second arc d'ellipse<B>33,-</B> 4 ayant une extrémité 3 commune avec le premier, et d'un arc de parabole 4, 5. L'axe I-I de la parabole est horizontal et son sommet 4 coïncide avec la seconde extrémité du second arc d'ellipse, ces deux ares étant tangents en ce point 4. L'axe I-I de la pa rabole coïncide également avec l'un des axes de chacune des ellipses et est disposé hori zontalement; l'extrémité 2 du premier arc d'ellipse est située sur cet axe.
Le foyer 6 de la parabole coïncide sensiblement avec le cen tre de la section de la source lumineuse 1 ainsi qu'avec l'un clés foyers de chacune des ellipses; les autres foyers 7, 8 de celles-ci sont situés entre le foyer 6 et le sommet 4 de la parabole.
Les rayons tels que 9, que la source 1 en voie directement sur la partie parabolique 4, 5 du réflecteur, sont renvoyés par celui-ci en un faisceau de rayons tels que 10 et dont. l'axe est horizontal. En effet, le prolongement du rayon représenté 9 passe par le foyer 6 de la parabole.
Les rayons tels que 11, que la source envoie vers le premier arc d'ellipse 2, 3, sont réfléchis par celui-ci en un faisceau de rayons tels que 12; ce faisceau présente un étrangle ment au voisinage du second foyer 7 de cette ellipse, car ce foyer est, comme connu, l'image de l'autre foyer 6 de la. même ellipse, qui est lui-même le centre de la source lumineuse. Le faisceau des rayons 12 est lui-même réfléchi par l'arc de parabole en un faisceau de rayons tels que 13; pour la partie paraboli que du réflecteur, les rayons qui lui sont. ren voyés par le premier arc d'ellipse semblent provenir de l'image 14 donnée de la source 1 par l'ellipse, située autour du foyer 7 et qui constitue l'étranglement mentionné ci-dessus.
Cette image étant phis rapprochée du som met de la parabole que le foyer de celle-ci, le faisceau des rayons 13 s'étale plus loin de l'axe I-I que celui des rayons 10. L'écarte ment entre les foyers 6 et 7 de la première ellipse est un peu plus grand que la largeur de l'enveloppe 1 de la source lumineuse, me surée le long de l'axe I-I de cette ellipse, afin de réduire la proportion clé rayons réflé chis par cette ellipse et tombant. sur cette enveloppe. Le foyer 8 clé la seconde ellipse est situé entre le sommet 4 de l'are de para bole 4, 5 et le foyer 7.
Les rayons tels que 15, que la source en voie vers le second arc, d'ellipse, sont de même réfléchis par cet, arc en un faisceau de rayons tels que 16 et qui convergent sur l'image 18 de la source 1, image située autour du second foyer 8 de cette ellipse; ce faisceau réfléchi est lui-même réfléchi par l'arc de parabole en un faisceau de rayons tels que 17 et qui s'étale encore plus loin de l'axe I-I que le précé dent.
La fig. 2 représente approximativement. les caractéristiques des divers faisceaux, par tiels et résultant, émis par l'appareil d'éclai rage, c'est-à-dire leur intensité lumineuse dans un plan parallèle au plan de la figure et passant. par le milieu de la longueur de la source lumineuse. L'appareil d'éclairage est représenté par le point 20, et. l'intensité lumi neuse émise par l'appareil dans ce plan et selon un angle donné avec la verticale est. représentée par un vecteur ayant comme origine ce point 20, faisant avec la verticale II-II l'angle considéré, et dont la longueur est proportionnelle à l'intensité lumineuse à représenter.
La caractéristique du faisceau partiel ré fléchi seulement par la partie parabolique du réflecteur est constituée par les droites 20-21 et 20-23 et. par la courbe 21, 22, 23; celle du faisceau réfléchi par l'arc d'ellipse 2, 3 puis par l'arc de parabole, est constituée par les droites 20-24 et 20-2:5 et par la courbe 24-25, et celle du faisceau réfléchi par l'au tre arc d'ellipse et par la parabole par les droites 20-26 et 20-27 et par la courbe 26-27. La caractéristique du faisceau non réfléchi par la partie parabolique, mais dont une partie a été réfléchie par les arcs d'ellipse, est le triangle curviligne 20-28-29.
La caractéristique de l'appareil d'éclairage est la résultante des caractéristiques partielles ci-dessus. C'est la courbe 20, 21, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 29,<B>'</B>0. Elle montre que les rayons lumineux sont dirigés en très grande partie, au-dessous de l'horizontale I-I tout en faisant généralement un angle faible avec l'horizontale; l'éclairage immédiatement. au- dessous de l'horizontale, notamment, est très intense. On voit, que l'appareil d'éclairage est bien adapté à l'éclairage des voies publi ques, qui doit éclairer à peu près aussi forte ment loin que près.
Comme il a été dit plus haut, la forme de la caractéristique peut être variée en chan geant les éléments de l'appareil c :clairage. On peut, par exemple, obtenir une ractéris- tique à ressauts moins accusés an multi pliant le nombre des ares d'ellipse. L'ouver ture du faisceau réfléchi peut. être variée en changeant l'importance relative des arcs cons tituant la ligne continue, en changeant la dis tance entre les foyers ou le nombre ou l'em placement de la ou des sources lumineuses.
Dans la forme d'exécution représentée, l'appareil d'éclairage ne donne qu'un seul faisceau lumineux. Or, on peut avoir besoin, par exemple pour l'éclairage d'une route, d'un appareil d'éclairage n'utilisant qu'une seule source lumineuse, mais éclairant de cha que côté. Il suffit, dans ce cas, d'utiliser deux réflecteurs identiques à celui représenté sur la fig. 1, mais moitié moins longs et dont. l'un est, orienté autrement.
Le premier réflecteur est placé autour d'une moitié de la longueur de la source et dirigé de facon à éclairer la route dans une direction; le second réflecteur est. placé autour de l'autre moitié de la source et dirigé de faon à éclairer la route dans l'autre direction. La caractéristique de cha cun des deux faisceaux obtenus est semblable à celle représentée sur la fig. 2, mais, pour le faisceau renvoyé à droite, elle est symétri que, par rapport à l'axe II-II, de celle re présentée.
La même ligne continue peut, être utilisée pour engendrer la surface d'un réflecteur employé avec une lampe en forme de tore. Si le tore a comme axe rune droite telle que III-III, on obtient la surface du réflecteur en faisant tourner la ligne continue 2, 3, 4, 5 d'un tour complet autour de l'axe III-III. Si cet axe est vertical, on obtient ainsi un appareil d'éclairage éclairant également dans tous les azimuts, sauf au voisinage du plan passant par l'axe III-IlI et par le culot. de la lampe torique, où l'éclairage est un peu plus faible.
La caractéristique du faisceau obtenu, dans les plans passant. par l'axe III-III, est analogue à celle représentée sur la fig. 2. L'appareil ainsi constitué convient alors très bien à l'éclairage de surfaces dont une dimension n'est pas beaucoup phis fai ble que l'autre, par exemple de places publi ques.
On peut, si l'on désire obtenir une autre caractéristique dit faisceau, utiliser une ligne continue d'une autre forme. Si la lampe ne forme qu'une fraction de tore, on ne fait tourner la ligne continue que de la même fraction d'un tour ou d'un angle un peu su périeur.
La ligne continue représentée sur la fig. 1 petit également être utilisée pour engendrer la surface d'un réflecteur employé avec une source lumineuse de petites dimensions, par exemple une lampe à incandescence à am poule en forme de poire, comme c'est le cas le plus général pour ces lampes. On fait alors à peu près coïncider le centre du fila ment avec le point 6 et l'on engendre la forme du réflecteur en faisant tourner d'un demi-tour la ligne 2, 3, 4, 5 autour de l'axe I-I de la parabole.
Le faisceau de rayons non réfléchis par l'arc de parabole est peu important et les autres rayons forment un faisceau un peu divergent, mais dans lequel la majeure partie de la puissance lumineuse est concentrée en un pinceau peu ouvert.
De même que dans le cas où la lampe est rectiligne, on peut lui associer plusieurs ré flecteurs disposés différemment.
Lighting apparatus comprising at least one light source and at least one reflector. The present invention, due to Maurice Commelin, relates to a lighting apparatus comprising at least one light source and at least one reflector;
this apparatus is characterized in that the reflecting surface of said reflector has a shape generated geometrically by the displacement of a continuous, plane line, comprising at least one parabolic part formed of at least one arc of a parabola and an elliptical part formed in the less than an arc of an ellipse, the focus of the parabola coinciding, at least approximately, with that of the foci of the ellipse which is.
furthest from the apex of the para bola and with a point of the light source, the distance between the foci of the ellipse being greater than the width of the envelope of the light source, measured parallel to the axis of said ellipse, said parabo lique part being. entirely. located on one side of the axis of the parabola and said elliptical part being entirely located on the other side of this axis and the two foci of the ellipse being located on the concave side of the parabola.
If the lighting apparatus comprises a single light source, at least approximately reetilinear, the reflector has a cylindrical shape obtained by moving, parallel to the mean line of said source, said continuous and plane line, the plane which con holds this line remaining constantly perpendicular to this direction. If the apparatus has several rectilinear light sources, these sources are arranged parallel to each other and the line is moved parallel to. the direction of these sources.
If the apparatus comprises a single light source having substantially the shape of at least a portion of a torus, the reflector has a toroidal shape obtained by rotating around the axis of said torus. toroid said continuous and plane line, the plane which contains this line constantly containing said axis.
If the apparatus comprises several light sources each having substantially the shape of a portion, at least, of a torus, these sources are arranged so that the axes of the corresponding tori are coincident, at least approximately, and the line is rotated. around this axis.
If the lighting apparatus comprises a single light source of small dimensions, the reflector has a shape obtained by rotating said plane and continuous line about an axis passing, at least approximately, through the source, the plane which contains this line constantly containing said axis.
To obtain several light beams of different directions from the same light source, the lighting apparatus comprises several reflectors oriented with a dewlap to return the light flux in said directions. Lighting apparatus according to the invention. can send the entire luminous flux emitted by the sources they contain in the useful directions; the non-reflected beams which they emit can, in fact, be relatively narrow and be directed in the same direction as the reflected beams. In addition, they can be established so as to obtain light fluxes distributed according to very different laws.
This distribution can be varied within very wide limits by changing the number, the shape and the relative position of the laminating sources and of the elements of the continuous lines. The drawing represents, schematically and by way of nonlimiting example, an embodiment of the apparatus according to the invention; fig. 1 is a section and FIG. 2 shows the approximate distribution of the light rays emitted by the apparatus shown in FIG. 1.
Fig. 1 is a cross section of a lighting apparatus designed to illuminate a little below the horizontal I-I; this device consists mainly of a light source 1 and a reflector 2, 3, 4, 5. The reflector is in the form of a cylindrical surface with generatrices perpendicular to the plane of the figure; the light source is, for example, a tubular fluorescent lamp, the length of which is parallel to the generators of the cylinder and of the same order of magnitude.
The line representing the reflector in section through the plane of the figure, that is to say perpendicular to its generatrices, is the continuous line mentioned above. It is composed, in this case, of a first are of ellipse 2, 3, of a second arc of ellipse <B> 33, - </B> 4 having an end 3 common with the first, and of an arc of a parabola 4, 5. The axis II of the parabola is horizontal and its vertex 4 coincides with the second end of the second arc of an ellipse, these two ares being tangent at this point 4. The axis II of the pa rabole also coincides with one of the axes of each of the ellipses and is arranged horizontally; end 2 of the first arc of an ellipse is located on this axis.
The focal point 6 of the parabola substantially coincides with the center of the section of the light source 1 as well as with one of the focal points of each of the ellipses; the other focal points 7, 8 of these are located between the focal point 6 and the top 4 of the parabola.
The rays such as 9, that the source 1 channeling directly onto the parabolic part 4, 5 of the reflector, are returned by the latter in a beam of rays such as 10 and including. the axis is horizontal. Indeed, the extension of the ray shown 9 passes through the focus 6 of the parabola.
The rays such as 11, which the source sends towards the first arc of ellipse 2, 3, are reflected by the latter in a beam of rays such as 12; this beam has a throttling in the vicinity of the second focus 7 of this ellipse, because this focus is, as known, the image of the other focus 6 of the. same ellipse, which is itself the center of the light source. The beam of rays 12 is itself reflected by the parabola arc in a beam of rays such as 13; for the paraboli part that of the reflector, the rays which are there. returned by the first arc of an ellipse seem to come from the image 14 given from the source 1 by the ellipse, located around the focus 7 and which constitutes the constriction mentioned above.
This image being closer to the top of the parabola than the focus of the latter, the beam of rays 13 spreads out farther from axis II than that of rays 10. The distance between foci 6 and 7 of the first ellipse is a little larger than the width of the envelope 1 of the light source, measured along the axis II of this ellipse, in order to reduce the key proportion of rays reflected by this ellipse and falling. on this envelope. The focus 8 key the second ellipse is located between the top 4 of the are of para bole 4, 5 and the focus 7.
The rays such as 15, that the source in the way towards the second arc, of ellipse, are also reflected by this arc in a beam of rays such as 16 and which converge on the image 18 of the source 1, image located around the second focus 8 of this ellipse; this reflected beam is itself reflected by the parabola arc in a beam of rays such as 17 and which extends even further from the I-I axis than the previous one.
Fig. 2 represents approximately. the characteristics of the various beams, partial and resulting, emitted by the lighting apparatus, that is to say their luminous intensity in a plane parallel to the plane of the figure and passing. through the middle of the length of the light source. The lighting device is represented by point 20, and. the light intensity emitted by the apparatus in this plane and at a given angle with the vertical is. represented by a vector having as origin this point 20, forming with the vertical II-II the angle considered, and whose length is proportional to the light intensity to be represented.
The characteristic of the partial beam reflected only by the parabolic part of the reflector is formed by the lines 20-21 and 20-23 and. by the curve 21, 22, 23; that of the beam reflected by the arc of ellipse 2, 3 then by the arc of a parabola, consists of lines 20-24 and 20-2: 5 and by curve 24-25, and that of the beam reflected by the other arc of ellipse and by the parabola by the lines 20-26 and 20-27 and by the curve 26-27. The characteristic of the beam not reflected by the parabolic part, but part of which has been reflected by the arcs of ellipse, is the curvilinear triangle 20-28-29.
The characteristic of the lighting apparatus is the result of the above partial characteristics. This is the curve 20, 21, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 29, <B> '</B> 0. It shows that the light rays are directed for the most part, below the horizontal I-I while generally making a small angle with the horizontal; lighting immediately. below the horizontal, in particular, is very intense. It can be seen that the lighting apparatus is well suited to the lighting of public roads, which must light almost as strongly far as near.
As said above, the shape of the feature can be varied by changing the elements of the lighting apparatus. One can, for example, obtain a characteristic with less marked projections by multiplying the number of ellipse ares. The opening of the reflected beam can. be varied by changing the relative importance of the arcs constituting the continuous line, by changing the distance between the foci or the number or location of the light source (s).
In the embodiment shown, the lighting apparatus gives only one light beam. Now, it may be necessary, for example for the lighting of a road, of a lighting apparatus using only one light source, but lighting from each side. It suffices, in this case, to use two reflectors identical to that shown in FIG. 1, but half as long and of which. one is, oriented otherwise.
The first reflector is placed around half the length of the source and directed so as to illuminate the road in one direction; the second reflector is. placed around the other half of the source and directed so as to light the road in the other direction. The characteristic of each of the two beams obtained is similar to that shown in FIG. 2, but, for the beam returned to the right, it is symmetrical, with respect to axis II-II, of that shown.
The same solid line can be used to generate the surface of a reflector employed with a torus shaped lamp. If the torus has as its axis a straight line such as III-III, we obtain the surface of the reflector by rotating the continuous line 2, 3, 4, 5 of a complete turn around the axis III-III. If this axis is vertical, a lighting apparatus is thus obtained which also illuminates in all azimuths, except in the vicinity of the plane passing through axis III-IlI and through the base. of the toric light, where the lighting is a little dimmer.
The characteristic of the beam obtained, in the passing planes. by axis III-III, is similar to that shown in FIG. 2. The apparatus thus formed is then very suitable for the illumination of surfaces of which one dimension is not much phis weak than the other, for example public places.
It is possible, if one wishes to obtain another characteristic called a beam, using a continuous line of another shape. If the lamp forms only a fraction of a torus, the continuous line is only made to rotate by the same fraction of a turn or by a slightly greater angle.
The continuous line shown in FIG. 1 small also be used to generate the surface of a reflector employed with a light source of small dimensions, for example an incandescent bulb bulb in the shape of a pear, as is the most general case for these lamps. The center of the filament is then made approximately coincide with point 6 and the shape of the reflector is generated by rotating line 2, 3, 4, 5 by half a turn around axis II of the parable.
The beam of rays not reflected by the parabola arc is small and the other rays form a slightly divergent beam, but in which the major part of the light power is concentrated in a not very open brush.
As in the case where the lamp is rectilinear, it is possible to associate several reflectors with it, arranged differently.