Brevet FR2930813A1 — publié le 20091106

B09-1167FR Société dite : GENERAL ELECTRIC COMPANY Lampe à réflecteur parabolique avec ampoule à décharge à haute intensité à arc court Invention de : SECEN Michael Matthew GWINN David A. Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 30 avril 2008 sous le n° 12/112.465 Lampe à réflecteur parabolique avec ampoule à décharge à haute intensité à arc court Cette demande concerne un montage de lampe, et plus particulièrement, un montage de lampe à haute luminosité tel qu'une source lumineuse à décharge à haute intensité (HID) incorporée dans un boîtier et une enceinte à réflecteur parabolique (PAR). L'enceinte contient le boîtier ou corps, dont une surface interne est recouverte d'une couche conductrice réfléchissante et une extrémité agrandie du corps parabolique est fermée par une lentille. La source lumineuse ou ampoule est généralement insérée dans le boîtier ou montée dans celui-ci, l'axe de la source lumineuse étant sensiblement perpendiculaire à l'axe de révolution de la surface parabolique. Dans les conceptions connues, l'amorçage entre les conducteurs de la monture et le revêtement conducteur réfléchissant constitue un problème potentiel, en particulier durant les applications de redémarrage. C'est-à-dire que si un amorçage se produit, le montage de lampe ne redémarre pas. Les lampes à réflecteur parabolique et de façon spécifique, celles qui comportent des conducteurs de monture à décharge à haute intensité, utilisaient autrefois des isolateurs sur les conducteurs comme manière de traiter le problème d'amorçage potentiel. Une autre solution possible consiste à prévoir un dépôt sur la surface réfléchissante, tel qu'un revêtement dichroïque, pour empêcher l'amorçage. Malheureusement, le revêtement dichroïque nécessite une opération de fabrication supplémentaire et en particulier, les étapes de fabrication supplémentaires exigent un travail important. En conséquence, les coûts associés à la fabrication et à l'utilisation du matériel supplémentaire augmentent. On comprendra également que la source lumineuse de ce type de montage de lampe nécessite une impulsion haute tension (par exemple de l'ordre de 10 kV à 50 kV). L'impulsion est fournie par l'un des conducteurs de la monture et ainsi, des mesures correctrices ont été prises par l'intermédiaire de l'isolation des conducteurs de la monture ou par l'intermédiaire d'un revêtement protecteur avec la surface réfléchissante pour limiter le potentiel d'amorçage comme expliqué ci-dessus. I1 existe toutefois un besoin pour une solution efficace n'influant pas sur les performances de la lampe et de préférence, n'influant pas défavorablement sur le coût. Un montage de lampe comporte une source lumineuse nécessitant une haute tension pour démarrer. Un corps réflecteur possède une surface réfléchissante électriquement conductrice recevant la lumière provenant de la source lumineuse et une partie de surface présélectionnée tournée vers la source lumineuse est dépourvue de la surface réfléchissante électriquement conductrice. Un premier et un deuxième montage de conducteurs associés à la source lumineuse sont espacés de la partie de surface réfléchissante électriquement conductrice par la partie de surface présélectionnée pour empêcher un amorçage entre eux. La partie de surface présélectionnée se prolonge au-dessus d'une partie tronquée du corps réflecteur, qui est formée de préférence d'une surface de révolution. La partie de surface présélectionnée se prolonge de chaque côté de l'axe de révolution du corps réflecteur. Les montages de conducteurs sont de préférence asymétriques l'un par rapport à l'autre. Une partie d'un premier montage de conducteurs recevant une impulsion haute tension pour le démarrage de la source lumineuse est séparée d'une plus grande distance par rapport à la surface réfléchissante électriquement conductrice qu'une partie d'un deuxième montage de conducteurs, de façon à empêcher un amorçage entre le premier montage de conducteurs et la partie de surface réfléchissante électriquement conductrice. Un procédé de formation d'un montage de lampe comporte la fourniture d'une source lumineuse et son montage dans un corps réflecteur. Le corps réflecteur est formé de sorte qu'une partie de surface présélectionnée est dépourvue de matériau réfléchissant électriquement conducteur. Le procédé comporte l'étape consistant à masquer le corps réflecteur avant d'appliquer le matériau réfléchissant électriquement conducteur. Le procédé de formation du montage de lampe comporte la fourniture d'une source lumineuse dans un corps réflecteur, possédant une surface réfléchissante électriquement conductrice, la source lumineuse étant montée par l'intermédiaire d'un premier et d'un deuxième montage de conducteurs symétriques l'un par rapport à l'autre dans le corps réflecteur, le premier montage de conducteurs recevant une impulsion haute tension à travers celui-ci et étant ainsi espacé d'une plus grande distance de la surface réfléchissante électriquement conductrice que le deuxième montage de conducteurs. Un avantage principal de l'invention réside dans la limitation du potentiel d'amorçage entre les conducteurs de la monture et le revêtement conducteur réfléchissant. Un autre bénéfice réside dans la possibilité de limiter l'amorçage sans influer défavorablement sur la sortie résultante de la lampe. Un autre avantage réside dans la manière économique de fournir une solution au problème d'amorçage. D'autres bénéfices et avantages de la présente description apparaîtront d'après la lecture et la compréhension de la description détaillée qui suit : - la figure 1 est une vue en élévation à travers un montage de lampe, des parties sélectionnées étant représentées en section transversale ; - la figure 2 est une vue en élévation agrandie de la source lumineuse et des conducteurs de la monture de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue plane, globalement le long de l'axe de révolution du corps réflecteur, la lentille étant retirée pour simplifier l'illustration ; - la figure 4 est une vue plane, par l'arrière de la lampe. En passant d'abord à la figure 1, une lampe ou montage de lampe 100 comporte une source lumineuse à haute luminosité 102 qui, dans ce mode de réalisation particulier, est une source lumineuse à décharge à haute intensité (HID) telle qu'une source lumineuse étanche par rapport à l'environnement extérieur et contenant un gaz noble tel que de l'azote ou de l'argon ou un mélange des deux. La pression du gaz noble est typiquement légèrement inférieure à la pression atmosphérique normale à la température ambiante. La source lumineuse est montée globalement perpendiculairement par rapport à un corps réflecteur 104 qui est de préférence une surface de révolution, ici un paraboloïde ou une surface parabolique autour de l'axe de révolution 106. La source lumineuse est montée de préférence près du foyer du corps paraboloïde ou sur celui-ci, de sorte que la lumière provenant de la source lumineuse reçue par le corps réflecteur est dirigée vers l'extérieur à travers une lentille 108. Plus particulièrement, le corps est généralement construit en verre compressé, ou à titre de variante, il peut être d'une construction plastique dans laquelle la surface intérieure comporte une surface hautement polie ou réfléchissante, qui est typiquement un métal tel que de l'aluminium ou de l'argent. Comme on le comprendra, la surface métallique réfléchissante est également électriquement conductrice, bien que ses propriétés réfléchissantes constituent la principale raison de cette utilisation. Ainsi, le substrat en verre 110 est de préférence recouvert sur la majorité de la surface intérieure 112, de sorte qu'une première partie de surface réfléchissante électriquement conductrice 112a dirige la lumière de la source vers l'extérieur à travers la lentille, d'une manière généralement classique. Une deuxième partie ou partie de surface présélectionnée 112b est dépourvue du matériau réfléchissant électriquement conducteur. Ceci est probablement mieux illustré sur les figures 3 et 4. La deuxième partie de surface 112b est globalement allongée et au moins aussi longue que la longueur de la source lumineuse. De plus, la deuxième partie de surface est orientée de manière à se conformer sensiblement au contour général de la source lumineuse. Énoncé différemment, la deuxième partie de surface possède une conformation globalement rectangulaire, c'est-à-dire qu'elle se prolonge au-dessus d'une partie tronquée de la surface de révolution et la conformation rectangulaire possède des coins arrondis. Une première et une deuxième ouverture 120, 122, sont ménagées dans une partie d'extrémité fermée du corps réflecteur. Les ouvertures sont dimensionnées de manière à recevoir des bagues qui se prolongent dans le verre et qui sont traversées par les conducteurs. Les bagues reçoivent elles-mêmes les première et deuxième montures ou montages de fil conducteur 124, 126. Bien que dans des agencements antérieurs les premier et deuxième montages de fil conducteur soient symétriques l'un par rapport à l'autre, et généralement symétriques par rapport à l'axe 106, tel n'est pas le cas dans la présente description. Chaque montage de fil conducteur possède en remplacement une première partie ou partie longitudinale 128, 130, se prolongeant globalement parallèlement à l'axe 106 en partant de l'ouverture respective 120, 122 dans le corps. Un élément structurel renforcé non conducteur 132 peut être prévu entre ces parties longitudinales 128, 130 pour renforcer l'assemblage. Dans le premier montage de fil conducteur, la partie longitudinale 128 a une dimension axiale légèrement plus petite que celle de la partie longitudinale 130 du deuxième montage de fil conducteur. Une deuxième partie ou partie transversale 134, 136 se prolonge globalement perpendiculairement par rapport aux premières parties longitudinales des montages de fil conducteur. Ainsi, tandis que les premières parties 128, 130 se prolongent globalement parallèlement à l'axe de révolution 106, les parties transversales 134, 136 se prolongent globalement perpendiculairement ou radialement vers l'extérieur. Chaque partie transversale se fond ensuite dans une troisième partie ou autre partie longitudinale 138, 140. La source lumineuse est montée entre ces parties longitudinales 138, 140, en particulier les conducteurs extérieurs 142, 144 se prolongeant depuis les fils conducteurs de la monture et reçus de manière étanche à travers les extrémités opposées de l'enveloppe de la source lumineuse 146. Les détails particuliers de la source lumineuse à décharge à haute intensité sont généralement connus et ne constituent pas une partie particulière de la présente description, de sorte que toute autre explication est ici estimée inutile. Toujours en référence aux figures 1 et 2, et de plus en référence à la figure 3, la relation entre les montages de fil conducteur asymétriques et la deuxième partie de surface 112b va être décrite. Comme indiqué précédemment, il est courant de prévoir une impulsion haute tension en particulier pour démarrer la décharge d'amorçage. L'un des montages de fil conducteur, ici le premier montage de fil conducteur 124, est ainsi positionné de manière plus proche à côté du corps réflecteur 104. Puisque le premier montage de fil conducteur achemine l'impulsion haute tension, il présente la plus forte possibilité d'amorçage potentiel avec la surface réfléchissante intérieure métallique ou conductrice 112a. Ainsi, comme cela est évident sur la figure 3, la deuxième partie de surface 112b est dépourvue de la partie de surface conductrice ou réfléchissante et elle est espacée d'une plus grande distance du premier montage de fil conducteur, indiquée par le numéro de référence 160. Cette dimension 160 est comparée à la dimension 162, qui est d'une longueur réduite autour du deuxième montage de fil conducteur 126 et de la deuxième partie de surface 112b à cette extrémité. Ainsi, bien que la source lumineuse soit globalement centrée de sorte que l'espace de décharge de l'arc est situé près du corps parabolique ou en son centre, la deuxième partie de surface 112b n'est pas nécessairement équidistante ou symétrique de chaque côté de l'axe de révolution 106. En remplacement, la prolongation 61 procure une résistance ou protection d'isolation accrue pour la haute tension qui traverse le premier montage de fil conducteur durant le démarrage ou l'allumage de la source lumineuse à décharge d'amorçage. I1 n'est pas nécessaire d'espacer autant le deuxième montage de fil conducteur de la partie conductrice réfléchissante 112a. On empêche la deuxième partie de surface longue et étroite 112b de comporter l'un quelconque parmi l'aluminium ou l'argent déposé sur celle-ci. En conséquence, cette section longue est dépourvue de tout matériau conducteur pouvant dans le cas contraire contribuer défavorablement à un amorçage interne entre le montage de fil conducteur et le matériau conducteur réfléchissant. De plus, l'utilisation d'une zone étroite sans surface réfléchissante est plus économique et présente également un effet limité sur la sortie lumineuse. Bien que la sortie de lampe résultante soit légèrement inférieure à celle d'une lampe sans un tel découpage, on peut modifier les spécifications de la conception de la lampe pour tenir compte de cette perte dans la spécification initiale. On comprendra également que la majeure partie de la lumière dirigée par le corps réflecteur se trouve dans les régions périmétriques supérieures ou extérieures du corps réflecteur et ainsi, elle est espacée de la deuxième partie de surface. L'utilisation des montages de fil conducteur non symétriques améliore également la résistance d'isolation contre l'amorçage. Comme cela est évident d'après la figure 4, l'absence de tout matériau réfléchissant dans la deuxième partie de surface 112b signifie également que la lumière peut sortir à travers le corps réflecteur 104 (qui est en verre transmettant la lumière) dans la région définie par la deuxième partie de surface 112b. Cette lumière est simplement écartée ou éliminée dans une enceinte, une monture ou un boîtier (non représenté) et n'a aucun impact sur les paramètres de conception de la lampe. Dans cet agencement particulier, la source lumineuse à décharge à haute intensité est une décharge d'arc court, c'est-à-dire ayant un espace d'arc de l'ordre de 3 à 5 mm. Bien qu'elle soit également illustrée avec un montage de fil à deux bagues ou deux conducteurs, une monture de type tripode peut également être utilisée lorsqu'une solidité ou une robustesse plus importante est requise. La deuxième partie de surface 112b est de nouveau dépourvue de la surface conductrice réfléchissante et elle peut être dimensionnée de manière appropriée de façon que le montage de fil conducteur acheminant l'impulsion haute tension ait une dimension maximisée à partir de là, incluant un prolongement possible autour de l'emplacement du troisième conducteur pour empêcher un amorçage. De même, on peut utiliser avantageusement la relation non symétrique pour contribuer à l'impact de l'isolation électrique. On envisage en outre que la source lumineuse puisse être inclinée pour accroître l'écartement électrique par rapport à la surface conductrice réfléchissante 112a. Ceci est représenté par la ligne en pointillés 164 sur la figure 1. L'inclinaison de la source lumineuse accroît alors l'écartement électrique entre le montage de fil conducteur acheminant l'impulsion haute tension et la partie de surface conductrice réfléchissante 112a Toujours en référence à la figure 3, on comprendra également qu'on peut faire tourner la source lumineuse d'une position non perpendiculaire, comme représenté par une ligne en trait plein, jusqu'à une position non perpendiculaire ayant subi une rotation, représentée par la ligne en pointillés 166. L'application de la partie conductrice réfléchissante par l'intermédiaire d'un processus de dépôt sous vide ou d'un autre processus désiré, ne subit pas d'influence matérielle par la modification de la présente description. On ajoute en remplacement un masque ayant la forme désirée de la deuxième partie de surface 112b sur la surface intérieure du substrat en verre 110 avant le dépôt sous vide. Bien que le masquage du réflecteur durant le processus de dépôt sous vide par exemple, soit plus simple que de devoir ajouter une autre partie au processus pour obtenir l'écartement ou l'isolation électrique, amélioré, celui-ci est également plus économique que la solution de dépôt dichroïque précédemment utilisée et nécessitant une opération secondaire exigeant un travail important. De même, l'agencement de masque produisant la deuxième partie de surface dépourvue de tout matériau conducteur réfléchissant est moins coûteux que d'ajouter des composants supplémentaires à la lampe pour jouer le rôle d'isolateur. Selon le procédé de formation du montage de lampe, la lampe et le corps réflecteur sont généralement formés d'une manière classique et des parties présélectionnées de la surface du corps sont réalisées en étant dépourvues de tout matériau réfléchissant électriquement conducteur qui recouvre sinon toute la face interne de la surface de révolution. La source lumineuse est ensuite montée dans le corps réflecteur sensiblement de la même manière avec une orientation convenable des montages de fil conducteur asymétriques, comme indiqué ci-dessus. La deuxième partie dépourvue du matériau réfléchissant peut être formée par une technique de masquage ou d'autres techniques convenables produisant la première et la deuxième partie 112a, 112b. Naturellement, d'autres conformations de la deuxième partie dépourvue de matériau conducteur réfléchissant sont autorisées, mais un homme de l'art comprendra que l'aire de surface englobée par la deuxième partie de surface ou définie par celle-ci est dimensionnée de façon que l'aire empêche un amorçage, comme décrit précédemment. Ainsi, bien que l'on sache que des petites aires sur une surface de réflecteur puissent être dépourvues de matériau réfléchissant (par exemple, les petites aires d'une partie autour des pattes pour empêcher la lumière directe de rebondir sur cette aire ont tendance à ne pas être régulières), l'aire doit être suffisamment dimensionnée et corrélée avec la lampe et les paramètres de fonctionnement de la lampe, en comprenant que la tension impulsionnelle élevée associée au démarrage de la lampe peut provoquer potentiellement un amorçage. L'invention a été décrite en référence aux modes de réalisation préférés. Manifestement, des modifications et variantes apparaîtront après lecture et compréhension de la description détaillée précédente. I1 est voulu que l'invention soit conçue comme incluant toutes ces modifications et variantes. LAMPE À RÉFLECTEUR PARABOLIQUE AVEC AMPOULE À DÉCHARGE À HAUTE INTENSITÉ À ARC COURT Référence Composant 100 lampe/montage de lampe 102 source lumineuse, HID/CMH 104 corps réflecteur 106 axe de révolution 108 lentille 110 substrat en verre 112 surface réfléchissante intérieure 112a première partie de surface (réfléchissante) 112b deuxième partie de surface (dépourvue) 120 première ouverture 122 deuxième ouverture 124 première monture/montage de fil conducteur 126 deuxième monture/montage de fil conducteur 128 première partie longitudinale 130 première partie longitudinale 132 élément structurel 134 deuxième partie transversale 136 deuxième partie transversale 138 troisième partie longitudinale 140 troisième partie longitudinale 142 conducteur extérieur 144 conducteur extérieur REVENDICATIONS1. Lampe (100) comprenant : une source lumineuse (102) nécessitant une haute tension pour démarrer ; un corps réflecteur (104) comportant une surface réfléchissante électriquement conductrice (112) orientée de manière à recevoir la lumière provenant de la source lumineuse et à diriger la lumière dans une direction désirée, le corps réflecteur incluant en outre une partie de surface présélectionnée (112b) tournée vers la source lumineuse dépourvue de la surface réfléchissante électriquement conductrice ; un premier et un deuxième montage de conducteurs (124, 126) fonctionnellement associés à la source lumineuse pour lui délivrer de l'énergie, les montages de conducteurs traversant une ouverture dans le corps réflecteur ; et les montages de conducteurs étant espacés de la partie de surface réfléchissante électriquement conductrice du corps réflecteur par la partie de surface présélectionnée pour empêcher un amorçage entre au moins l'un des montages de conducteurs et la partie de surface réfléchissante électriquement conductrice. 2. Lampe (100) selon la revendication 1, dans laquelle la partie de surface présélectionnée (112b) est au moins aussi grande que la longueur de la source lumineuse (102). 3. Lampe (100) selon la revendication 1, dans laquelle la partie de surface présélectionnée (112b) est orientée de manière à se conformer sensiblement au contour de la source lumineuse (102). 4. Lampe (100) selon la revendication 1, dans laquelle la surface réfléchissante électriquement conductrice (112) est en aluminium ou en argent. 5. Lampe (100) selon la revendication 1, dans laquelle la partie de surface présélectionnée (112b) est une section longue et étroite. 6. Lampe (100) selon la revendication 1, dans laquelle les montages de conducteurs (124, 126) sont asymétriques l'un par rapport à l'autre. 14 7. Procédé de formation d'un montage de lampe (100) comprenant : la fourniture d'une source lumineuse (102) ; la formation d'un corps réflecteur (104) comportant une première surface réfléchissante en matériau électriquement conducteur (1 12a) et une deuxième partie de surface présélectionnée (1 12b) dépourvue du matériau réfléchissant électriquement conducteur, positionné par rapport à la source lumineuse de façon à empêcher un amorçage par inadvertance entre le matériau réfléchissant électriquement conducteur et au moins un conducteur délivrant de l'énergie à la source lumineuse ; et le montage de la source lumineuse dans le corps réflecteur. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape de formation du corps réflecteur (104) comporte le masquage de la deuxième partie (112b) du corps réflecteur avant d'appliquer le matériau réfléchissant électriquement conducteur. 9. Procédé selon la revendication 7, comprenant en outre le positionnement d'une première monture (124) de la source lumineuse (102) à une plus grande distance du matériau réfléchissant électriquement conducteur qu'une deuxième monture (126). 10. Procédé selon la revendication 7, comprenant : le montage de la source lumineuse dans le corps réflecteur par l'intermédiaire d'une première et d'une deuxième monture (124, 126) qui sont asymétriques l'une par rapport à l'autre, de façon que chaque monture comporte une partie se prolongeant globalement perpendiculairement par rapport à la surface du corps réflecteur, et la première monture qui reçoit une impulsion haute tension à travers celle-ci pour l'allumage de la lampe comporte la partie de monture davantage espacée de la surface réfléchissante électriquement conductrice.