<B>Dispositif d'éclairage.</B> La présente invention a pour objet un dispositif d'éclairage comprenant une source de lumière.
Le dispositif suivant l'invention est carac térisé par un réflecteur à pouvoir réfléchis sant chromatiquement sélectif, conformé et disposé de manière que la majorité des rayons qu'il réfléchit soient. dirigés vers la source lumineuse.
Le dessin annexé permet, par quelques exemples non limitatifs, de mieux comprendre l'invention.
La fig. 1 montre un dispositif comprenant un réflecteur sphérique et une source ponc tuelle.
La fig. 2 montre en coupe transversale un dispositif avec un réflecteur sphérique de type spécial avec zones alternativement claires et réfléchissantes.
Les fig. 3 et 4 représentent le trajet d'un faisceau lumineux provenant d'une source lumineuse non ponctuelle dans un réflecteur constitué par une portion sphérique prolongée sur une certaine hauteur par une portion cylindrique.
La fig. 5 représente le même réflecteur que les fig. 3 et 4 avec les indications des angles délimitant les différentes zones du réflecteur sur lesquelles les faisceaux lumi neux venant. (lu filament. se réfléchissent. tota lement ou partiellement vers l'extérieur.
La fi". 6 représente un exemple de bosse lage de la paroi inférieure d'un réflecteur. La fig. 7 est une coupe suivant VII-VII fig. 8 d'une des alvéoles qui peuvent être prévues sur la face du réflecteur, La fig. 8 est. une vue de face de l'alvéole représentée sur la fig. 7.
La fig. 9 représente en coupe un dispositif comprenant. un réflecteur à double surface sphérique.
La fig. 10 est une coupe, par un plan passant par son axe, d'un réflecteur ayant la forme d'une sphère déformée, spécialement prévue pour un filament incandescent d'une certaine grandeur.
La fig. 11 représente la position d'un fila ment incandescent dans un réflecteur compor tant une portion sphérique.
Le dispositif d'éclairage représenté à la fig. 1 comporte un réflecteur 4 dont la partie réfléchissante est destinée à sélectionner les rayons qu'elle reçoit de la source 1, de manière à ne renvoyer que des rayons ayant une lon gueur d'onde déterminée pour corriger le spec tre lumineux émis par la source 1.
Si par exemple on désire obtenir la lumière du jour à partir d'une ampoule à incandescence ordinaire, le réflecteur devra sélectionner les rayons qu'il reçoit, de manière à ne renvoyer que des rayons d'une longueur d'onde com prise entre 4.000 et 6.000 angstroems, avec maximum par exemple aux environs de <B>5.500</B> angstroems. La surface réfléchissante satisfaisant à de telles conditions peut être obtenue au moyen d'un miroir coloré en bleu violet, par exemple par incorporation de cer tains sels de cobalt ou autres.
La forme du réflecteur est déterminée de manière que les rayons provenant directement de la source 1 soient confondus avec les rayons résultant de la réflexion sur la sur face réfléchissante, c'est-à-dire provenant de l'image virtuelle de la source.
La fig. 1 montre ttne réalisation dans la quelle cette condition de concordance des rayons réfléchis et des rayons directs est rem plie pour tous les rayons émis par la source lumineuse, ce qui évite la coloration des om bres de n'importe quel objet placé dans le champ d'éclairage du dispositif.
La. source 1 étant considérée comme ponc tuelle, il suffit pour que cette condition soit. réalisée, que le réflecteur 4 soit constitué par une demi-sphère ayant pour centre le point 1. On voit immédiatement sur cette figure que tous les rayons tels que 1C seront réfléchis sur eiLx-mêmes, c'est-à-dire suivant. C-C', en repassant par la source. Il résulte de cette disposition que les rayons directs et réfléchis sont confondus pour toutes les ombres portées, et que tous les rayons réfléchis repassant par la source, on réalise une homogénéisation par faite des radiations émises directement par la source et des radiations sélectionnées par le réflecteur 4.
La fig. 2 montre une variante de la fig. 1, suivant laquelle le réflecteur sphérique 4, au lieu d'être réfléchissant suivant toute sa sur face, est divisé en fuseaux alternativement réfléchissants, 5a, 5b, 5c, et transparents, 6a, <I>6b, 6c,</I> chaque fuseau réfléchissant étant opposé à un fuseau transparent de même dimension.
On voit sur cette figure que tout rayon direct 1C envoyé sur le secteur réfléchissant 5ra sera renvoyé suivant C, C' et passera directement à travers le secteur transparent. Il y aura donc bien encore dans ce cas mélange homogène des radiations directes et des radiations réfléchies par le réflecteur.
Un réflecteur destiné à sélectionner les radiations, peut être constitué par un revête ment appliqué sur une ampoule électrique. On conçoit, en particulier, qu'il suffira. à cet effet. d'utiliser une ampoule électrique sphé rique ayant pour centre le filament et qui sera transformée en réflecteur sélectif sur la moitié de sa surface. Ce réflecteur peut. néan- moins être rapporté soit extérieurement, soit intérieurement. Dans ce dernier cas, il suffira de sceller - au verre de l'ampoule lors de sa fabrication le réflecteur demi-sphérique ou demi-ellipsoïdal.
Dans le cas où le réflecteur est placé du côté de la. douille, il peut égale ment être relié au bras central porte-filament par des fils rigides ou des bras transparents. L'orientation de ce réflecteur sphérique par rapport à. la douille sera. évidemment diffé rente suivant que la lampe doit être utilisée en position verticale ou en position horizon tale.
Un réflecteur sphérique convient parfaite ment dans le cas où la source est ponctuelle ou sensiblement ponctuelle, mais lorsque la source lumineuse a des dimensions relative ment importantes le long de l'axe du réflec teur, par exemple lorsqu'il s'agit d'une lampe à filament incandescent, la. source envoie sur la surface du réflecteur un faisceau lumineux dont une partie seulement repasse par la source et peut sortir du réflecteur. Dans cer tains cas, -une autre partie se réfléchissant parfois plusieurs fois dans le réflecteur arrive à s'éteindre sans sortir et par conséquent sans jouer un rôle utile.
Les modes de réalisation qui vont mainte nant être décrits en re4,ard des fi-. 3 à 11 ont pour but. de remédier à. cet inconvénient.
Le réflecteur représenté aux fig. 3, 4 et 5 est constitué par un miroir demi-sphérique 12 raccordé à un miroir cylindrique 13 et comportant, en son centre optique 14, un fila ment lumineux 15 du genre usuel. Ce filament lumineux est représenté schématiquement en forme de demi-cercle; pratiquement il pourra avoir la forme représentée à. la fig. 11.
Les différents points du filament 15 ne coïncident pas avec le centre géométrique; les rayons réfléchis ne coïncident pas avec les rayons incidents; il en résulte que chaque point du réflecteur reçoit une nappe conique de rayons incidents et renvoie une autre nappe conique de rayons réfléchis symétrique de la première par rapport au rayon de la sphère aboutissant au point considéré.
Au point de vue renvoi des rayons lumi neux vers la source, les différents points de la sphère ne se comportent. pas de la même manière, certains renvoient complétement la nappe réfléchie hors du réflecteur en passant. par la source, d'autres la renvoient en partie seulement, d'autres enfin renvoient la totalité de la nappe réfléchie au-dessus de la source sur les parois mêmes du réflecteur.
Pour chaque exemple particulier de réali sation et en l'espèce pour chaque hauteur de la partie cylindrique 13 et pour chaque di mension du filaments incandescent 15, on peut déterminer les points du réflecteur qui déli mitent le renvoi total ou partiel vers l'exté rieur en passant. par la source ou le renvoi total vers l'intérieur du réflecteur et au dessus de la source.
La fig. 3 représente le cas où une nappe lumineuse issue du filament 15 vient frapper la surface sphérique en un point 16 et où cette nappe est renvoyée totalement vers l'ex térieur en passant. approximativement. par la source.
La fi-. 4 représente la cas où, au con traire, la nappe lumineuse qui frappe le ré flecteur en 17 est, totalement renvoyée au- dessus de la source sur une paroi clé ce, ré flecteur.
La fiÇ. 5 précise la nature des phénomè nes qui se produisent. dans les différentes parties du réflécteur délimitées par le miroir cylindrique 13 ayant une hauteur telle que son bord soit vu sous un angle clé 103 à partir du centre optique.
On constate, en faisant les épures et en construisant géométriquement les rayons limi tant les nappes réfléchies par les différents points du réflecteur, que de 0 à<B>57030'</B> envi ron le miroir renvoie la totalité des rayons réfléchis hors du réflecteur et en presque totalité vers la source.
De 57 30' à 71 , la partie des rayons ré fléchis vers la source est plus grande que la partie des rayons réfléchis au-dessus et vers la surface intérieure du réflecteur.
De 71 à 103 au contraire, les rayons sont en grande partie renvoyés .d'un côté à l'autre du réflecteur, la presque totalité de la lumière étant. ainsi perdue. On appellera par la suite angle mort l'angle allant de 71 à 103 .
Bien entendu, la valeur de cet angle varie d'un exemple à l'autre suivant la hauteur de la portion cylindrique 13 et l'importance du filament 15, mais l'expérience montre que ces variations sont faibles.
En résumé, on a. constaté que lorsque les rayons incidents atteignaient le réflecteur au- dessous du cercle limitant la sphère à 71 du sommet 18, une faible proportion de lumière seulement sortait du réflecteur et repassait par la source. Pour augmenter cette propor tion de lumière, tout en obligeant les rayons réfléchis à. repasser sensiblement. par la source, on provoque une déviation de la. lumière réfléchie ou un changement convenable de l'orientation des rayons réfléchis.
Un bon résultat pourra être obtenu au moyen de bosselages étudiés de faon parti culière comme représenté par exemple sur la fi-. 6. Ce bosselage comporte des calottes con caves 19 relativement grandes par rapport. à des calottes concaves 20 intermédiaires.
Les dimensions des calottes et leur profon deur peuvent être très variables. Des résultats satisfaisants ont. néanmoins été obtenus avec de grandes calottes de 7 mm d'ouverture et des petites calottes de mm d'ouverture.
Une antre variante de réalisation comporte des alvéoles représentées sur les fig. 7 et 8. Les rayons incidents arrivent sensiblement parallèlement à la direction de la flèche 24 et en outre sensiblement parallèlement au plan déterminé par les deux arêtes parallèles 22 et 23.
On voit que les rayons incidents sont. tou jours renvoyés vers la source et qu'aucun clés rayons ne peut frapper la face 22-23 clé chaque alvéole puisque les rayons sont parallèles à cette face.
Suivant encore une autre variante de réalisation, on peut utiliser, pour renvoyer vers la source les rayons incidents situés dans l'angle mort, soit .des rayures, soit des canne lures cylindriques superposées horizontale ment dans l'angle mort, dont la section peut avoir, par exemple, la. forme représentée sur la fig. 7.
L'angle mort peut être supprimé en utili sant une combinaison de surfaces sphériques. Ce mode de réalisation est représenté en coupe sur la fig. 9 qui comporte une portion de miroir sphérique 25 limitée à la base par un petit cercle 26 déterminant la bordure de l'angle mort.
La surface demi-sphérique 25 est pro longée à partir du petit cercle 26 par une zone sphérique 27 dont le centre 28 est prévu au point le plus bas du filament incandescent 15. La surface 27 est enfin prolongée vers le bas, par exemple par une portion conique d'axe vertical 29.
Enfin, on peut utiliser suivant encore une autre variante de réalisation un miroir constitué par une sphère déformée qui peut être définie géométriquement de la faon suivante (fig. 10) La surface géométrique est une surface de révolution dont la section, par un plan pas sant par son axe, est une courbe, lieu de l'ex trémité d'un segment 30 de longueur cons tante, qui balaye le plan, et dont l'autre ex trémité se déplace sur l'axe 31 le long d'un segment ayant pour longueur la hauteur du filament 15, l'angle du segment 30 avec l'axe de révolution variant d'une facon continue et toujours dans le même sens. Cette définition géométrique détermine une famille de surface dont l'une peut être choisie.
Une telle surface est assez proche d'une sphère, mais n'en a pas le centre rigoureux. Elle est très bien adaptée aux sources non ponctuelles. Cette surface peut être prolongée par un cylindre ou un cône recevant éven tuellement un traitement permettant. la diffu sion de la lumière.
On observera que dans les réalisations des fig. 3 à 10 la source non ponctuelle est dis posée du côté opposée au sommet. de la sur- face sphérique par rapport au centre de la sphère.
Cette disposition évite toute formation d'une image réelle venant (lu réflecteur, image qui pourrait être projetée sur une table de travail, par exemple, et qui gênerait l'utilisa teur du dispositif.
En disposant la source lumineuse dans le réflecteur sous le centre de la. sphère, l'image de la source non ponctuelle est. virtuelle et se forme derrière le centre de la. sphère. Elle n'est donc pas visible par l'utilisateur.
D'ailleurs, les sources usuelles forment généralement phis d'im demi-cercle, on ne peut pas exactement les placer sous le centre de la sphère.
On se contentera clone de placer le centre 34 du filament 32 sensiblement au centre op tique du miroir sphérique, les extrémités 33 dépassant alors légèrement le plan diamétral horizontal de la sphère. Le réflecteur peut être muni d'un organe de réglage permettant d'amener le filament à, la position voulue et de régler sa hauteur par rapport au centre optique du miroir sphérique. Le filament incandescent peut être vertical ou au con traire incliné suivant les besoins, l'important étant que le filament soit toujours maintenu au-dessous du plan diamétral horizontal de la sphère.