Brevet FR2224769A1 — publié le 19741031

La présente invention concerne un dispositif optique projecteur fournissant un faisceau de rayonnement d'angle de champ total prédéterminé dans au moins un plan de référence, angle dans lequel est compris la totalité du flux projeté, du type comportant une source de rayonnement associée à un système optique réfléchissant collecteur, un miroir conoïde ou pyrami doîde admettant comme plans de symétrie lesdits plans de référence et dont la petite base entoure optiquement complètement, en combinaison avec le système optique réfléchissant collecteur, la source émissive. Tout au cours de la description de l'invention, on entend par miroir conoide ou pyramidorde un miroir présentant la forme de la surface latérale d'un solide géométrique limité par deux bases extrêmes, perméables at:rx rayonnements, parallèles entre elles, et de surfaces inégales, la section transversale de ce solide croissant progressivement depuis la petite base jusqu'à la grande base, les deux bases étant reliées par des faces latérales jointives réfléchissantes et ce solide géométrique admettant au moins deux plans de symétrie perpendiculaires aux bases. -L'intersection de ces plans de symétrie constitue l'axe optique moyen du miroir conoide ou pyramidoide. Par pyramidoide, on entend plus particulièrement un miroir de ce genre dans lequel les bases sont sensiblement polygonales et les faces latérales jointives réfléchissantes sont planes ou sensiblement planes, c'est-à-dire légèrement galbées ou gauchies. I1 est déjà connu de dimensionner un miroir conoïde ou pyramidoide en vue de projeter par la grande base la totalité du flux capté dans la petite base (aux pertes par réflexion près) On a proposé d'utiliser une relation de dimensionnement qui peut s'écrire D > o cos d sin D et d étant les longueurs des sections, respectivement, de la grande et de la petite base du miroir par un plan de coupe méridien ;détant le demi-angle moyen des sections par ce plan de coupe du miroir conoïde ou pyramidoide ; e' étant le demiangle du champ total du flux projeté, prédéterminé, champ dans lequel est compris la totalité du flux projeté. Dans les relations de dimensionnement ainsi proposées, on n'a pas tenu compte de l'angle d'ouverture du faisceau de rayonnement capté dans la petite base du miroir. De sorte que, si cet angle est inférieur à 1800, il serait possible d'obtenir le résultat recherché avec une optimisation meilleure, c'est-àdire un rapport D/d moindre et une longueur moindre pour le miroir conoïde ou pyramidoide, ce qui conduirait à un encombrement plus réduit et ce qui diminuerait le nombre de réflexions dans ce miroir. Pour remédier à cette carence, la présente invention a pour objet un dispositif optique projecteur du type précité, caractérisé en ce que le miroir conoïde ou pyramidolde est conformé selon la relation de dimensionnement suivante applicable à au moins une section du miroir par un plan de symétrie D r sin ( - Y) d sin (0 étant le demi-angle maximal, prédéterminé, d'extension angulaire du faisceau de rayonnement capté dans la petite base du miroir ; les autres grandeurs D, d,i/, ayant été définies cidessus. L'objet de la présente invention sera encore mieux compris à l'aide de la description suivante de plusieurs modes de réalisation non limitatifs, faite en regard du dessin annexé sur lequel - la figure 1 représente un dispositif optique projecteur à deux miroirs sphériques collecteurs fournissant à un miroir conique ou pyramidal un flux sous un angle maximal de captation inférieur à 1800 ; et - la figure 2 représente un dispositif à un seul miroir elliptique arrière pour une source émettant des rayonnements dans un angle limité donné. Tel que représenté très schématiquement sur la figure 1, dans un plan de coupe de symétrie, le dispositif optique projecteur comporte un miroir conique ou pyramidal 1, dont la petite base, de section d, en combinaison avec deux miroirs sphériques 2 et 3 (ayant respectivement leurs centres au milieu de la distance du centre 4 de la petite base au centre 5 de la source, et au centre 5 de la source), entoure optiquement complètement cette source. L'angle t est l'angle d'incidence maximal sous lequel le flux capté pénètre dans le miroir conique ou pyramidal par la petite base. Y est le demi-angle au sommet de la section de ce miroir par le plan de coupe considéré. D est la section de la grande base par ledit plan de coupe. Si, par exemple, O = 500, Y = 150, et qu'on veuille obtenir à la sortie un faisceau de demi-angle total ' égal à 250, l1application-de la relation de dimensionnement selon la présente invention donne : D/d = 3,30. Pour d = 60 mm, par exemple, on aurait : D = 198 mm. La longueur du miroir conique ou pyramidal, entre les deux bases, sera égale à 257,5 mm. Avec la relation de dimensionnement déjà connue et rappelée ci-dessus, on obtiendrait : D/d = 5,56. Pour d= 60 mm, on aura : D = 334 mm. Et une longueur du miroir égale à 511 mm. Le dimensionnement selon la présente invention permet de réduire, souvent considérablement, l'encombrement du miroir conoide ou pyramidolde. Le nombre moyen p de réflexions, en tenant compte de tous les rayons, méridiens ou non, et du flux élémentaire qu'ils transportent est donné, dans le cas du dispositif selon l'invention, par la formule p = 0,64 2Y Soit dans l'exemple considéré : p = 0,53. Dans le cas d'un dispositif construit selon les relations de dimensionnement déjà connues et rappelées ci-dessus, on aurait 90 - #' p = 0,64 2 &gamma; Soit, ici : p = 1,39 Si le miroir conique ou pyramidal est, par exemple, constitué de feuilles d'aluminium raffiné et traité dont le coef ficient de réflexion est d'environ 0,80, la perte par réflexion est de l'ordre de 10 % pour le dispositif selon la présente invention et de l'ordre de 28 % pour le dispositif optimisé déjà connu Soit un gain de l'ordre de près de 2Q % de rendement. En outre, avec la relation de dimensionnement déjà connue et rappelée ci-dessus, on pouvait définir un coefficient 't caractérisant le degré d'homogénéité du faisceau sortant du miroir par la formule suivante En appliquant cette formule au présent exemple, on obtient rt = - 0,25, ce qui correspond à une courbe photométrique du faisceau sortant du miroir, de très mauvaise homogénéité. Au contraire, dans le cas de la relation de dimensionnement de la présente invention, ledit coefficient t devient En appliquant cette dernière formule au présent exemple, on obtient 5; = + 0,30 ce qui correspond à une courbe photométrique du faisceau sortant du miroir, de très bonne homogénéité. Dans un autre exemple de réalisation représenté sur la figure 2, dans un plan de coupe de symétrie, la source 6 est une lampe à arc court dans du xénon à haute pression. Cette source émet des rayonnements dans un angle solide limité 7, rayonnements qui sont reçus sur un miroir elliptique de révolution 8, dont un des foyers coïncide avec le centre de l'arc 6 et l'autre foyer est disposé au centre 9 de la petite base 10 du miroir tronconique ou pyramidal 11. REVENDICATION Dispositif optique projecteur fournissant un faisceau de rayonnement d'angle de champ total 2 9', prédéterminé dans au moins un plan de référence, angle dans lequel est compris la totalité du flux projeté, du type comportant une source de rayonnement associée à un système optique réfléchissant collecteur, un miroir conoïde ou pyramidoide admettant au moins comme plan de symétrie ledit plan de référence et dont la petite base entoure optiquement complètement, en combinaison avec le système optique réfléchissant collecteur, la source émissive, caractérisé en ce que ledit miroir conoïde ou pyramidoide est conformé selon la relation de dimensionnement suivante applicable à chaque section du miroir par un plan de symétrie D N sin ( Q Y ) d sin D et d étant les longueurs des sections respectivement de la grande et de la petite base du miroir par le plan de coupe considéré ; g étant le demi-angle moyen des sections, par le plan de coupe considéré, du miroir conoïde ou pyramidoide ; et 8 étant le demi-angle maximal, prédéterminé, d'extension angulaire du faisceau de rayonnement capté dans la petite base du miroir.