Brevet FR2570800A1 — publié le 19860328

La présente invention concerne un projecteur de lumière, dont l'enveloppe est d'une part constituée intérieurement par une ou plu- sieurs surfaces réfléchissantes concaves en forme de paraboloYde de révolution au foyer duquel est disposé un élément émetteur de lumière d'axe perpendiculaire à l'axe de la surface réfléchissante et, d'autre part, obturée à l'avant par une plaque de recouvrement constituée d'une matière transparente et sur la surface de laquelle sont répartis unifor- mément des éléments optiques, géométriquement régulier, de profilage du faisceau lumineux. L'agencement conforme à l'invention peut être utilisé avantageuse- ment dans ce que l'on appelle des projecteurs de lumière PAR (réflecteur parabolique en aluminium), qui sont des projecteurs de lumière consti- tués d'une enveloppe en verre dur moulé et qui comportent une surface réfléchissante en forme de paraboloYde de révolution, le réflecteur et le corps du projecteur de lumière constituant une unité commune. Comme cela est connu, la face frontale de l'enveloppe d'un tel projecteur de lumière est fermée par un verre frontal à réseau (lentille). Le motif ou réseau prévu à l'avant sert à profiler le faisceau lumineux. Le motif peut être constitué par un relief uniforme de la surface ou bien il peut se composer de multiples éléments de profilage de faisceau, ayant une forme régulière, des dimensions assez grandes (de l'ordre de grandeur du mm) et uniformément répartis sur la surface. Par l'expression "éléments optiques de profil régulier", on entend dans le cadre de la présente description des corps solides formés sur la surface du verre frontal, ces corps solides ayant leur base placée sur la surface dudit verre frontal et des sections des éléments optiques faites parallèlement à leur base ayant la forme de plans ou cercles géométriquement réguliers. (Il est à noter que, selon cette définition et en première approxima- tion, on fait une certaine approximation en supposant que le verre 2 2570800 frontal est plan, du fait de la petite dimension des éléments optiques et du rayon de courbure relativement grand du verre frontal). Des éléments optiques réguliers et uniformément disposés ne modifient pas l'asymétrie du faisceau lumineux asymétrique et, en conséquence, pour un observateur regardant vers l'arrière à partir d'un point quelconque du verre frontal en direction de la surface réfléchissante en forme de paraboloYde, le filament enroulé incandescent est vu comme une ligne mince et cette particularité caractéristique a intrinsèquement une influence sur l'asymétrie du faisceau lumineux après qu'il ait passé au travers du verre frontal. Du fait de la répartition uniforme dudit grand nombre de petits éléments optiques -par exemple des lentilles- sur la surface du verre frontal, la répartition de la lumière varie lorsqu'elle est observée dans différents plans. Ces dernières années, par suite des efforts réalisés dans un but d'économie d'énergie, plusieurs mesures ont été prises par les fabri- cants pour augmenter le rendement des projecteurs de lumière PAR. De telles améliorations consistent à remplacer les filaments enroulés classiques par des lampes à halogène. Pour réduire les pertes lumineu- ses, on a proposé à la conférence IES (Illuminating Engineering Society, USA) de 1983, une mesure consistant à monter le filament hélicoïdal coaxialement, au lieu de le monter perpendiculairement, à l'axe de rotation du projecteur de lumière afin d'éliminer l'asymétrie de fais- ceau lumineux résultant de la forme oblongue du filament. Cependant, le montage du filament perpendiculairement à l'axe de rotation du projec- teur de lumière est plus favorable sur le plan technique que la dis- position axiale. La présente invention a pour but d'améliorer le rendement de projecteurs de lumière pourvus d'éléments émetteurs de lumière qui sont montés perpendiculairement à l'axe géométrique de rotation du projecteur de lumière, au moyen d'une correction de l'asymétrie du faisceau lumi- neux qui est causée par la forme oblongue de l'élément émetteur de lumière. Cette correction est réalisée conformément à la présente invention en disposant sur le verre frontal un certain nombre d'éléments optiques de profilage du faisceau, de forme oblongue et dont les axes longitudinaux sont orientés parallèlement à l'axe longitudinal de l'élément émetteur de lumière, par exemple à celui du filament enroulé. En correspondance, la présente invention concerne un projecteur de lumière dont l'enveloppe est constituée intérieurement par des surfaces réfléchissantes concaves, dont au moins l'une présente la forme d'un paraboloYde de révolution, et comportant en outre au foyer de ladite surface réfléchissante en forme de paraboloïde, une surface émettrice de lumière dont l'axe central est disposé perpendiculairement à l'axe de ladite surface réfléchissante, ladite enveloppe étant en outre obturée par une plaque transparente de recouvrement en verre dont la surface est uniformément rendue rugueuse et/ou sur laquelle il est prévu des élé- ments optiques de profilage de faisceau, uniformément distribués et géométriquement réguliers, tandis qu'il est prévu sur ladite plaque de recouvrement également des éléments optiques de profilage de faisceau qui sont oblongs et de profil irrégulier et dont les axes longitudinaux sont orientés parallèlement à l'axe longitudinal de l'élément émetteur de lumière. Le moyen le plus simple et le plus avantageux de réalisation desdits éléments optiques oblongs de profilage de faisceau consiste & les conformer à partir du matériau de la plaque frontale en verre proprement dite sous la forme de creux et/ou de saillies. Un tel élément optique oblong de profilage du faisceau peut être par exemple une lentille cylindrique ou un prisme. Ainsi, par le procédé conforme à l'invention, l'asymétrie lumi- neuse résultant du fait que l'élément émetteur de lumière est monté perpendiculairement à l'axe du projecteur de lumière peut être corrigée, en permettant en plus d'améliorer le rendement lumineux. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique représente un mode de réalisation du projecteur de lumière conforme à l'invention. La plaque de recouvrement de profil sphérique représentée sur la figure est formée de verre dur par moulage sous pression. Son diamètre est d'environ 122 mm, son épaisseur d'environ 4 mm et son rayon de courbure de 254 mm. Sur la surface concave de la plaque de recouvre- ment 1, un motif a été formé au cours du moulage sous pression. Dans la partie centrale de la plaque de recouvrement 1, il est prévu une par- tie 3 rendue uniformément grossière et ayant la forme d'un hexagone régulier avec un côté de 27 mm de longueur. Sur la partie restante de la surface de la plaque de recouvrement en verre, il est prévu un motif formé de rangées de petits éléments optiques lenticulaires 4, les 4 - o2570800 éléments optiques individuels étant placés étroitement l'un à côté de l'autre, en faisant saillie de la surface au maximum de 1 mm et chacun des éléments ayant un diamètre de 3,7 mm. Sur le dessin, on a également montré la position de l'élément émetteur de lumière 2. Le faisceau lumi- neux émis par l'élément 2, qui se présente sous la forme d'un enroulement hélicoîdal d'une longueur d'environ 27 mm et d'environ 1 mm de diamètre extérieur et qui est monté perpendiculairement à l'axe du projecteur de lumière, est formé symétriquement par les éléments, répartis régulièrement et uniformément, du motif décrit ci-dessus et, en conséquence, le faisceau de rayons lumineux ainsi projeté serait asymé- trique. Pour corriger cet effet, il est prévu dans la cinquième et la sixième rangées de lentilles, comptées à partir de la projection de l'axe 10 de l'élément émetteur de lumière 2 et de chaque côté de celui- ci, des lentilles cylindriques 5, 6, 7, 8 qui sont disposées symétri- quement par rapport à l'axe 11 de la plaque de recouvrement 1 en verre et qui ont des longueurs égales à la somme des dimensions respectives des huitième et neuvième éléments optiques 4, en faisant saillie au maximum de 1 mm de la surface. Puisque le motif établi sur la plaque de recouvrement 1 en verre doit être adapté à la position de l'élément émetteur de lumière 2, il est prévu un nez de positionnement 9 pour assurer un alignement correct. L'exemple décrit ci-dessus représente seulement une variante parmi les nombreux agencements possibles et, en conséquence, il est nécessaire de sélectionner empiriquement la conception optimale pour chaque forme différente du filament hélicoîdal et de la plaque de recouvrement en verre pour déterminer les dimensions, les quantités et les agencements nécessaires des éléments optiques oblongs et de profils irréguliers servant au profilage du faisceau et montés parallèlement à l'élément émetteur de lumière. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. 2570800 REVENDICATIONS 1.- Projecteur de lumière, dont l'enveloppe est d'une part consti- tuée intérieurement par au moins une surface réfléchissante concave en forme de paraboloide de révolution au foyer duquel est disposé un élément émetteur de lumière d'axe perpendiculaire à l'axe de la surface réfléchissante et, d'autre part, obturée par une plaque de recouvrement formée d'un matériau transparent et sur la surface de laquelle sont répartis uniformément des éléments optiques géométriquement réguliers de profilage du faisceau lumineux, caractérisé en ce que la plaque de recouvrement (1) comporte également des éléments optiques oblongs, de forme irrégulière, servant au profilage du faisceau et dont les axes longitudinaux sont parallèles à l'axe (10) de l'élément émetteur de lumière (2). 2.- Projecteur de lumière selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments optiques de profilage du faisceau sont conformés dans la matière de la plaque de recouvrement (1) sous la forme de creux et/ou de saillies. 3.- Projecteur de lumière selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments optiques oblongs de profilage du faisceau sont constitués par des lentilles cylindriques (5, 6, 7, 8). 4.- Projecteur de lumière selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments optiques oblongs de profilage du faisceau sont des prismes.