Brevet FR2441128A1 — publié le 19800606

La présente invention concerne un dispositif optique à haut rendement lumineux destiné en particulier à ètre utilisé comme balise lumineuse pour aide visuelle à la navigation. Pour qu'un dispositif optique produise un faisceau lumineux ayant la plus forte intensité lumineuse dans la zone utile sans devoir augmenter son encombrement et la puissance de la source lumineuse, il est indispensable de prévoir des moyens pour éviter ou réduire les pertes lumineuses et pour concentrer le maximum de rayons lumineux omnidirectionnels de la source dans l'angle du faisceau utile. Dans le cas particulier des dispositifs de balisage lumineux, la concentration des rayons lumineux doit se faire en manière telle que le faisceau utile ait une ouverture minimale en azimut et en site combinée à une intensité lumineuse minimale pour des portées visuelles bien définies. Les normes auxquelles doit satisfaire un dispositif de balisage lumineux sont spécifiées dans la convention de l'aviation civile internationale. On connais un dispositif optique de balisage comportant des moyens pour concentrer le faisceau lumineux en azimut et en site. Ce dispositif comprend un globe en matière transparente avec des ensembles de prismes répartis sur sa surface latérale intérieure et un ensemble de prismes annulaires horizontaux sur sa surface latérale extérieure. Les prismes répartis sur la surface intérieure ont pour effet de concentrer les rayons lumineux dans un angle d'ouverture en azimut et les prismes annulaires horizontaux répartis sur la surface extérieure ont pour effet de concentrer les rayons lumineux dans un angle d'ouverture en site. Ce dispositif présente deux désavantages majeurs I) la surface extérieure n'étant pas lisse, est d'un entretien malaisé, ce qui est préjudiciable au maintien des performances du dispositif. 2) les prismes formés sur la surface intérieure ne dévient utilement qu'une partie des rayons lumineux outils reçoivent de la source. Ce désavantage est illustré par le croquis de la figure 1 qui représente en 1 une partie du globe en coupe horizontale. S représente la source lumineuse. La direction SA représente l'axe d'un des deux faisceaux lumineux de sortie et les lignes en trait pointillé représentent des trajectoires de trois rayons lumineux émis par la source S et atteignant le globe sur les faces du prisme XYZ. Les rayons lumineux compris dans l'angle XSY atteignent la face utile XY du prisme XYZ et sont réfractés dans la direction utile requise. Par contre, les rayons lumineux compris dans l'angle YSZ sont captés par la face de retour YZ du prisme XYZ et ne sont pas utiles pour le faisceau de sortie considéré. Le "rendement géométrique" d'un prisme XYZ, exprimé par le rapport angle XSY/angle XSZ, diminue beaucoup plus vite que n'augmente la déviation que le globe doit faire subir aux rayons lumineux provenant de la source S. Cette diminution de rendement est telle qu'il devient pratiquement inutile de prévoir des prismes au-delà d'un angle de 60 degrés environ de part et d'autre de l'axe SA de chaque faisceau lumineux de sortie. L'invention vise un dispositif optique ayant un rendement lumineux sensiblement amélioré qui lui permet , pour une consommation d'énergie moindre et un encombrement réduit, de produire un faisceau lumineux qui satisfait aux normes imposées aux aides visuelles à la navigation par la convention de l'avia- tion civile internationale. L'invention a pour objet un dispositif optique à haut rendement lumineux et d'entretien facile convenant notamment au guidage d'aéronefs. Le dispositif optique suivant l'invention se caractérise par deux globes en matière transparente, disposés concentriquement autour de la source lumineuse. Le globe intérieur présente sur sa paroi latérale interieure des ensembles de prismes s'étendant suivant la génératrice de la surface latérale intérieure et sur sa surface latérale extérieure, il présente des ensembles de prismes annulaires horizontaux. Le globe extérieur a sa surface extérieure lisse tandis qpe surface latérale intérieure présente des ensembles de prismes s'étendant suivant la génératrice de la surface latérale intérieure. Les dômes des globes peuvent également présenter sur leur surface intérieure, des prismes annulaires. Les arêtes des prismes formés sur la surface intérieure des globes sont avantageusement arrondies. Une description d'un dispositif optique suivant l'invention est donnée ci-après avec référence aux dessins ci-joints sur lesquels - la figure 1 est un croquis explicatif illustrant les limites de déviation utile des rayons lumineux dans un dispositif antérieur connu; - la figure 2 est une vue en coupe verticale d'un exemple de forme de réalisation du dispositif suivant l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe verticale d'une variante de la forme de réalisation de la figure 2. L'invention va être décrite dans son application à une balise de bord de piste d'aérodrome. L'objectif de ces balises est de produire de chaque cOté de la piste, des faisceaux lumineux pratiquement parallèles à l'axe de la piste dans les deux sens de circulation, les faisceaux ayant des angles d'ouverture déterminés en azimut et en site. Chaque balise produit deux faisceaux dont les axes ont un calage angulaire correspondant à la convergence imposée au balisage lumineux. Se référant aux figures 2 et 3, on voit que le dispositif 1 suivant l'invention comprend, entourant concentriquement une source lumineuse S, deux globes 2 et 3 en matière transparente quelconque, fixés sur une embase (non représentée) par un moyen quelconque. Les axes SA et SA'représentent les axes des deux faisceaux lumineux utiles. Le globe intérieur 2 présente sur sa surface latérale intérieure deux ensembles de prismes 21, 22, visibles sur la figure 3, qui s'étendent suivant la génératrice de la surface latérale intérieure, de chaque côté des axes SA et SA' des faisceaux. Dans l'exemple décrit, les axes SA et SA' sont décalés angulairement de 3,5 degrés vers un côté, celui où doit être située la piste à baliser, de manière à assurer la convergence requise des faisceaux de balisage vers la piste comme mentionné plus haut. La fonction de ces ensembles de prismes est de dévier une première fois les rayons lumineux émis par la source vers les axes SA et SA' des faisceaux. La surface latérale extérieure présente des prismes annulaires horizontaux 23, 24 dont la fonction est de concentrer lténergie lumineuse dans l'angle d'ouverture en site prescrit. Le globe extérieur 3 a sa surface extérieure lisse pour assurer un entretien aisé. La surface latérale intérieure présente au moins deux ensembles de prismes 31, 32, visibles sur la figure 3, qui s'étendent suivant la génératrice de la surface latérale. Comme les ensembles de prismes 21, 22 du globe intérieur, les ensembles de prismes 31, 32 sont décalés angulairement pour assurer la convergence requise des faisceaux. La fonction des ensembles de prismes 31, 32 est de concentrer les rayons lumineux, déjà rabattus par les prismes 21, 22, dans l'angle d'ouverture en azimut prescrit pour chacun des deux faisceaux de balisage. L'augmentation de rendement lumineux obtenue permet au dispositif suivant l'invention de satisfaire au diagramme d'intensité lumineuse imposé par les normes de la convention de l'aviation civile internationale en utilisant une source lumineuse de puissance inférieure à la puissance nécessaire dans les dispositifs connus et en étant d'un encombrement total inférieur.Les arêtes des prismes intérieurs sont avantageusement arrondies de manière à diffuser les rayons perdus. Pour servir simultanément de balise de guidage, le dispositif suivant l'invention est réalisé avec des prismes annulaires horizontaux formés sur la surface intérieure des dômes des globes 2 et 3. La figure 4 montre une coupe verticale d'un tel mode de réalisation où l'on distingue les prismes 25 sur la surface intérieure du dôme du globe 2 et les prismes 33 sur la surface intérieure du dôme du globe 3. Ces prismes ont pour effet de concentrer l'énergie lumineuse non utilisée par les prismes des surfaces latérales, dans l'angle d'ouverture en site requis de manière à rendre la balise visible dans tous les azimuts pendant les manoeuvres d'approche de la piste. Le globe intérieur 2 peut être réalisé avec deux demi-globes de couleurs différentes, ce qui-permet d'utiliser le dispositif optique suivant l'invention pour'obtenir deux faisceaux de couleurs différentes suivant les directions SA et SA' lorsque cela est requis. REVENDICATIONS 1. Dispositif optique comprenant une embase, une source lumineuse et un globe en matière transparente dont la surface latérale extérieure est formée avec des ensembles de prismes annulaires horizontaux et dont la surface latérale intérieure est formée avec des ensembles de prismes s' étendant suivant la génératrice de la surface latérale intérieure, caractérisé en ce qu'il comprend un second globe en matière transparente,extérieur et coaxial au premier globe, la surface extérieure de ce second globe étant lisse et la surface latérale intérieure étant formée avec des ensembles de prismes s'étendant suivant la génératrice de la surface latérale intérieure. 2. Dispositif optique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface intérieure des dômes des globes est formée avec des prismes annulaires horizontaux. 3. Dispositif optique suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé encre que les arêtes d'au moins une partie des prismes formés sur la surface intérieure d'au moins un globe sont arrondies.