Brevet FR2285712A1 — publié le 19760416

La présente invention concerne un dispositif optique cowpor- tant une lampe à filaient. Dans les dispositifs optiques de ce genre, il est, en gdné- ral désirable que la pupille d'entrée du faisceau optique, formée de préférence, par un condenseur ou par un objectif, soit éclai- rée de façon uniforme0 Dans de nombreux cas d'utilisation, il suf- fit d'utiliser à cet effet les filaments de lampe électrique connus, notamment lorsque ces filaments sont très petits. Mais, pour des applications de précision, il faut tenir comp- te du fait que les moitiés arrière des spires du filament éclairent en partie entre les moitiés avant de ces filaments situées du cô- té de la pupille d'entrée de sorte que, du iait que ces moitiés arrière sont en partie recoexrertes par les moitiés de spires avant il peut en résulter un éclairement irrégulier de la pupille d'en- très. Pour mieux dégager les parties arrière de spire et pour mieux utiliser leur pouvoir éclairant, on sait également cintrer légère- ment le filaient qui est au début cylindrique, de sorte que la distance entre les parties de spire avant est légèrement supérieu, re à la distance entre les parties de spire arrière. Bn augmentant ainsi l'écartement entre les parties de spire avant, on peut donc augmenter la lumière envoyée par les parties de spire arrière au dispositif optique. Nais cette mesure, elle non Plus, ne permet pas d'obtenir un éclairement parfaiterent uniforme de la pupille d'entrée. Un but de l'invention est donc de créer un dispositif du ty- - po décrit au début permettant d'assurer un éclairement pratiquelent uniforme de la pupille d'entrés. Ce résultat est obtemi par l'invention grec. au fait que 1'axe du filament est cintré de telle aorte qu'on obtienne la même intensité d'éclairement en tous les points (I.II ....3 d'une Li- gne (P) située dans la pupille d'entrée et disposée à une distance pré-déterminée (X) dans le plan de courbure. Selon un mode de réalisation particulièrement favorable, la courbure est détersi- née de telle sorte qu'à la distance en question les bandes de mode ré visibles depuis tous les points de la pupille d'entrée, que le filament soit incandescent ou ne le soit pas, occupent en moyenne des surfaces sensiblement constantes.Si l'on déplace l'oeil dans la zone de la pupille d'entrée perpendiculairement à la distance par rapport au filament et sensiblemstt parallèlement au sens longitudinnl de celui-ci, on voit ce qu'on appelle des bandes de soi- ré ou moirures qui se déplacent en se gondolant d'une extrémité à l'autre du filament. Si l'on choisit alors la courbure du filament telle que la surface totale des moirures visibles soit sensiblement constante quelles que soient les directions suivant lesquelles on les observe, on réalise en même temps une intensité d'éclairement constante en tous les points de la pupille d'entrée.Grâce à un agencement très simple à réaliser techniquement, ne nécessitant pas de dépense de construction supplémentaire, on obtient ainsi un éclairement entièrement uniforme de la pupille, de sorte que le filament de lampe est particulièrement apte à être utilisé dans les appareils de mesure optiques de précision. Les extrémités de raccordement du filament de lampe selon l'invention, sont disposées, de préférence, sur les parties de spire qui se trouvent sur le plus petit cercle de courbure, ces extrémités de raccordement allant, de préférence, en s'écartant en sens opposé. De cette façon, la forme de courbure reste fixée de manière satisfaisante pendant tout le fonctionnement et pendant toute la durée de vie du filament de lampe. Un procédé préféré pour fabriquer un filament de lampe pour un dispositif du type susdit consiste à donner la courbure nécessaire au filament cylindrique qui est, de préférence, en tungstène, et à porter ensuite le filament à incandescence à une température de 1500 à 2000au afin de fixer cette forme. Pour ce faire, il peut être avantageux de disposer le filament entre deux ma^ehoires de serrage en matériau résistant aux tem pératures élevées, de préférence, en molybdène, l'une de ces mA- choires ayant une forme correspondant à la courbure souhaitée et l'autre mSchoire comportant des coins formant des cannelures, de forme également adaptée à la courbure voulue, qui écartent les unes des autres les spires du filament dans les proportions désirables. Selon un autre mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les extrémités de raccordement placées sur le plus petit rayon de courbure sont fixées à proximité du filament dans un dispositif de serrage, et sont serrées l'une contre l'autre dans le sens axial jusqu'à ce que le filament ait pris la courbure voulue, puis le filament est fixé par soudage aux électrodes. Pour permettre également d'effectuer la fabrication du filament de lampe selon l'invention par grandes quantités, il est pré vu, selon un autre mode de réalisation particulièrement apte,qu' un grand nombre de filaments cylindriques sont engagés sur un corps hélicoïdal présentant la courbure voulue, fait en matériau résistant aux températures élevées, de préférence, en molybdène, puis sont chauffés au rouge. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressorti ront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exem ple, en référence au dessin annexé, dans lequel: - La figure 1 est une vue en élévation latérale schématique des parties d'un dispositif optique selon l'invention, qui sont essentielles pour la compréhension de l'invention; - la figure 2 montre schématiquement un procédé préféré pour la fabrication du filament de lampe selon l'invention; - la figure 3 montre schématiquement un autre procédé pré féré pour la fabrication du filament de la lampe selon l'irrven- tion, en production de masse; - la figure 4 est une vue en élévation frontale d'un fils ment de lampe et représente également schématiquement un disposi tif de serrage;; - la figure 5 est une vue perspective du filament de lampe aveo dispositif de serrage représenté à la figure 4. Comice le montre la figure 1, l'axe 12 d'un filament de la, pe fl est courbé de telle sorte que, à une distance Rune pupille d'entrée P d'un dispositif optique, non représenté en détail,qui est montrée à titre d'exemple comme étant une lentille 21, est éclairée de façon totalement uniforme en tous ses points. A titre d'exemple, on a représenté deux points I, II, qui reçoivent, comme le montre la figure, les rayons lumineux incidents prove nant des différent; parties du filament. Comme le montre la fi gure 1, les parties de spire avant et arrière du filament sont dé- calées réciproquement dans la sone A de telle sorte que les der parties de spire envolent des rayons lumineux au point I. Par contre, dans la zone B, les parties de spire avant et arrière sont, au moins en partie, placées l'une derrière l'autre, de tel le sorte qu'elles se recouvrent l'une l'autre et que peu de lu mièvre ou mdme aucune lumière venant des parties de spire arrière n'arrive au point I; Si maintenazt1on considère lés conditions d'éclairement dl poir;t; II placé plus bas, on voit que très peu de lumière- s-ent venant de la zone B' n'arrive au point Il, car à cet endroit le parties de spire avant et arrière e font obstacle r ciproquem.ent. Par contre, dans la zone A' les parties de spire correspondantes sont décalées, de sorte qu'une quantité relativement grande de lumière venant de cet endroit arrive au point II. Par conséquent, en donnant une courbure appropriée à l'axe 12, la quantité de lumière totale arrivant en moyenne aux points I et II sera la même. Grâce à la courbure choisie suivant les propositions de l'invention, cette condition sera également satisfaite pour tous les points de la pupille d'entrée B située entre les points I et Il. La figure 2 montre la façon dont peut être réalisé un filament selon l'invention, en appliquant et en serrant des deux cô- tés des mâchoires de serrage 13, 14, en molybdène, contre un filament ayant originellement une forme cylindrique. Alors que la mâchoire de serrage 13 possède une surface extérieure correspondant approximativement à la courbure choisie, contre laquelle s'applique un côté du filament 11, la mâchoire de serrage opposée 14 présente une forme d'indentation et les dents de celle-ci affectent la forme de coins 14a, l4b, 14c et 14d.Ces coins sont disposés suivant une ligne courbe qui correspond à la courbure que l'on veut donner à l'axe 12 du filament ll. Dès que les må- choires de serrage 13, 14 ont mis dans la forme voulue le filament 11, comme le montre la figure 2, l'ensemble du dispositif est porté à une température de 1500 à 20000C, ce qui fixe la forme donnée au filament 11. La figure 3 représente schématiquement un support tubulaire en molybdène 20 qui a lui-même une forme hélicordale. La courbure de cette grande hélice est telle qu'elle correspond à la courbure que l'on veut donner à l'axe 12 du filament 11. Le diamètre du matériau de la grande hélice correspond au diamètre intérieur du filament 11, de sorte que celui-ci peut être engagé sans forcer sur le support 20. Après que tous les filaments à mettre en forme ont été engagés de façon voulue sur le support 20, l'ensemble du dispositif est porté à incandescence ce qui permet de fixer simultanément la forme de courbure voulue d'un grand nombre de filaments ll. Les figures 4 et 5 montrent la disposition préférée des ex trémités de raccordement 15, 16 du filament 1l selon l'invention. Buivant un mode de réalisation préféré, ces extrémités, partant de la face intérieure du filament courbe, s'étendent en sens opposé l'une par rapport à l'autre. De cette façon, si l'on soude alors ces extrémités, comme le montre la figure 4, aux dlectro- des 18 et 19, on peut conserver de façon particulièrement satisfaisante la courbure du filament pendant l'utilisation de la lampe. Un autre avantage de la disposition des extrémités de rac- cordement que montrent les figures 4 et 5, est que les extrémités 15 et 16 peuvent titre saisies par les deur bras d'un dispositif de serrage 17 alors que le filament n est encore de forme cylin- drique. Si alors l'on resserre le dispositif de serrage 17 en le- vissant, le filament est comprimé le long de sa face intérieure, tandis que se forment b l'extérieur, entre lee spires, des ourertures en forme de coin, couse le montre notamment la figure 5 .Le résultat final est donc d'imposer une courbure à l'axe 12 du fi- - laient 11, le rayon de courbure pouvant Outre choisi à volonté comme le propose l'invention. lie dispositif de serrage 17 agit, de préférence, aussi près que possible des spires sur les extré- mités de raccordement 15, 16, de sorte que le soudage aux élec- trodee 18, 19, peut s'effectuer à l'extérieur du dispositif de serrage. Dans certains conditions, on peut ainsi supprimer 1'opération de chauffage au rouge, car le soudage aux électrodes 18, 19 suffit pour fixer mécaniquement la forme du filament 11. REVENDICÂTIONS 1. Dispositif optique comportant une lampe à filament dont le filament est fixé au moyen d'extrémités de raccordement s'écartant de ses deux extrémités à des électrodes disposées sur le socle de la lampe, caractérisé en ce que l'axe (12) du filament (11) est courbé de telle sorte que l'on a la même intensité d'éclairement en tous les points (I.II...) d'une ligne (P) placée dans la pupille d'entrée, et disposée à une distance pré-déterminée (L) dans le plan de courbure. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités de raccordement (15,16) du filament de la lampe sont disposées sur les parties de spire placées sur le plus petit cercle de courbure. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités de raccordement (15,16) s'écartent du filament (11) dans des directions opposées l'uns à l'autre. 4.- Procédé pour la fabrication d'un filament de lampe destiné à un dispositif optique selon une quelconque des revendications précédente, caractérisé en ce qu'on donne au filament cy lindrique la courbure nécessaire, puis on porte ledit filament i une teMpérature de 1500 ê 20000C afin de fixer la forme donnée, 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le filament (11) est disposé entre deux mâchoires de serrage (13, 14) en matériau résistant aux températures élevées, de préférence en molybdène, dont l'use (13) présente une forme correspondant à aonr la courbure souhaités et'autre (14) comportant une indentation dont les dents sont ex orme de coins (14a,l4b) est également adap tée à la courbure souhaitée, et écarte les unes des autres les spires dans la mesure nécessaire. 6.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les extrémités de raccordement (15,16) placées sur le plus petit rayon de courbure sont prises et serrées à proximité du filament (11) dans un dispositif de serrage (17) et sont comprimées dans le sens axial jusqu'à ce que soit obtenue la courbure voulue, la fixation aux électrodes (18,19) étant ensuite effectuée par soudage. 7.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' un grand nombre de filaments cylindriques (11) est engagé sur un support hélicoïdal C20) présentant la courbure voulue,en matériau résistant aux températures élevées,de préférence en molybdène,les- dits filaments étant ensuite portés au rouge.