La présente invention est principalement relative à un phare infrarouge
Les phares infrarouges actuellement connus sont peu puissants et souvent mal filtrés . Ces phares sont constitués de façon classique par une source émettant sur un large spectre incluant le domaine visible et infrarouge , montée au niveau d'un réflecteur , par exemple parabolique , renvoyant le faisceau d'émission de la source sur un filtre infrarouge.The present invention relates mainly to an infrared lighthouse
Currently known infrared headlights are weak and often poorly filtered. These headlights are conventionally constituted by a source emitting on a broad spectrum including the visible and infrared range, mounted at a reflector, for example parabolic, returning the emission beam from the source on an infrared filter.
Ce dernier arrête les longueurs d'onde dans le visible et ne laisse passer que les longueurs d'onde que l'on désire retrouver en sortie du phare . L'ensemble est bien entendu monté dans un support ou capotage et est protégé par un hublot extérieur , qui est par exemple en verre trempé résistant à la température
Les filtres infrarouges les plus efficaces sont des hublots en verre à centres colorés qui fonctionnent par absorption des longueurs d'ondes à arrêter . Ce fonctionnement par absorption est à l'origine de contraintes thermiques qui peuvent être importantes et qui sollicitent notamment très fortement les filtres lorsque les faisceaux d'émission sont de forte puissance .En particulier , pour une source d'émission de 600 watts de puissance , le filtre absorbe jusqu a 200 watts pour ne laisser passer que 400 watts en sortie du phare.The latter stops the wavelengths in the visible and only lets through the wavelengths that we want to find at the exit of the lighthouse. The assembly is of course mounted in a support or cover and is protected by an external porthole, which is for example made of tempered glass resistant to temperature
The most effective infrared filters are glass windows with colored centers that operate by absorbing the wavelengths to be stopped. This absorption operation is the source of thermal stresses which can be significant and which in particular very strongly strain the filters when the emission beams are of high power. In particular, for an emission source of 600 watts of power, the filter absorbs up to 200 watts so that only 400 watts pass through the headlight.
Du fait de ces fortes sollicitations thermiques, la tenue mécanique de ces filtres absorbants est souvent peu satisfaisante . Ces filtres doivent être inspectés et changés très régulièrement, ce notamment lorsque les phares qu'ils équipent sont intégrés à des matériels militaires et sont amenés à être soumis à de forts gradients de température
L'invention a pour but principal de pallier l'inconvénient précité et propose pour ce faire d'intercaler dans le phare infrarouge , entre , d'une part la source d'émission et le réflecteur , et, d'autre part, le filtre infrarouge , une optique de préfiltrage ayant une bonne qualité de transmission dans l'infrarouge mais arrêtant avant le filtre infrarouge , une partie des longueurs d'ondes émises par la source , notamment dans le visible .Cette optique de préfiltrage permet de limiter les contraintes auxquelles est soumis le filtre du phare et ainsi d'augmenter considérablement sa durée de vie
Diverses solutions techniques sont envisageables pour réaliser cette optique de préfiltrage . En particulier elle peut être en un matériau vitrocéramique absorbant une grande partie du visible et transmettant convenablement les longueurs d'ondes qui sont dans l'infrarouge . Elle peut encore être constituée par un miroir " froid" réfléchissant tout ou partie du visible et laissant passer les longueurs d'ondes infrarouge
Par ailleurs , de nombreuses utilisations du phare infrarouge de l'invention sont possibles . Ce phare convient par exemple , pour être utilisé dans des systèmes de vision nocturne à intensification de lumière ou encore pour résoudre des problèmes d'éclairage de caméra vidéo.Due to these high thermal stresses, the mechanical strength of these absorbent filters is often unsatisfactory. These filters must be inspected and changed very regularly, especially when the headlights they equip are integrated into military equipment and are subject to high temperature gradients.
The main object of the invention is to overcome the aforementioned drawback and proposes to do this by inserting in the infrared headlight, between, on the one hand the emission source and the reflector, and, on the other hand, the filter. infrared, a pre-filtering optic having a good quality of transmission in the infrared but stopping before the infrared filter, part of the wavelengths emitted by the source, especially in the visible. This pre-filtering optic allows to limit the constraints to which the headlight filter is subjected and thus considerably increases its lifespan
Various technical solutions can be envisaged to achieve this pre-filtering optic. In particular, it may be made of a glass-ceramic material absorbing a large part of the visible and properly transmitting the wavelengths which are in the infrared. It can also be constituted by a "cold" mirror reflecting all or part of the visible and allowing the infrared wavelengths to pass
Furthermore, many uses of the infrared headlight of the invention are possible. This headlight is suitable, for example, for use in night vision systems with light intensification or for solving video camera lighting problems.
La présente invention a donc pour objet un phare infrarouge comportant, maintenus dans un support
- une source émettant un faisceau lumineux dont les longueurs d'ondes appartiennent notamment au visible et à l'infrarouge
- un réflecteur sur lequel ledit faisceau lumineux se réfléchit et qui renvoie celui-ci selon une direction principale d'émission,
- un filtre infrarouge disposé sur ladite direction d'émission et apte à filtrer par absorption le faisceau d'émission pour ne laisser passer que les longueurs d'ondes désirées en sortie du phare caractérisé en ce que sa puissance d'émission est supérieure à 200 watts et en ce qu'il comprend , interposée entre , d'une part, le réflecteur et la source , et , d'autre part, ledit filtre infrarouge , une optique de pré filtrage apte à arrêter une partie des longueurs d'ondes du faisceau émis par ladite source , notamment dans le visible , et ayant une bonne transmission des longueurs d'ondes désirées en sortie du phare.The present invention therefore relates to an infrared lighthouse comprising, held in a support
- a source emitting a light beam of which the wavelengths belong in particular to the visible and the infrared
a reflector on which said light beam is reflected and which returns it in a main emission direction,
- an infrared filter disposed on said direction of emission and capable of filtering the absorption beam by absorption so as to allow only the desired wavelengths to exit the headlight, characterized in that its emission power is greater than 200 watts and in that it comprises, interposed between, on the one hand, the reflector and the source, and, on the other hand, said infrared filter, a pre-filtering optic capable of stopping part of the wavelengths of the beam emitted by said source, especially in the visible, and having good transmission of the desired wavelengths at the output of the lighthouse.
Dans un mode de réalisation avantageux et préférentiel , ladite optique de préfiltrage comprend un composant qui est apte à réaliser un préfiltrage par absorption du faisceau d'émission et dont le coefficient de dilatation est faible . Le matériau principal dudit composant est avantageusement une vitrocéramique. Ladite optique de préfiltrage est , par exemple , un hublot en vitrocéramique
Dans un autre mode de réalisation avantageux, ladite optique de préfiltrage comprend un composant apte à réaliser un préfiltrage du faisceau d'émission par réflexion de certaines longueurs d'ondes .Ledit composant peut être notamment un miroir " froid" ayant une bonne transmission dans l'infrarouge et réfléchissant au moins une partie du visible
Avantageusement encore
- la source d'émission est une lampe à filament tungstène , notamment une lampe à halogène et à filament tungstène
- le filtre infrarouge a une fréquence de coupure qui correspond à une longueur d'onde d'environ 800 nm et a une bonne qualité de transmission pour des longueurs d'onde comprises entre environ 800 nm et 3 à 4 full. In an advantageous and preferential embodiment, said prefiltering optic comprises a component which is capable of performing prefiltering by absorption of the emission beam and whose coefficient of expansion is low. The main material of said component is advantageously a glass ceramic. Said prefiltering optic is, for example, a glass-ceramic window
In another advantageous embodiment, said pre-filtering optic comprises a component capable of pre-filtering the emission beam by reflection of certain wavelengths. Said component can in particular be a "cold" mirror having good transmission in the infrared and reflecting at least part of the visible
Advantageously again
- the emission source is a tungsten filament lamp, in particular a halogen and tungsten filament lamp
- the infrared filter has a cut-off frequency which corresponds to a wavelength of approximately 800 nm and has a good transmission quality for wavelengths between approximately 800 nm and 3 to 4 full.
Les descriptions qui suivent de plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention sont purement illustratives et non limitatives . Elles doivent être lues en regard des dessins annexés , sur lesquels
- La figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un phare infrarouge conforme à l'invention;
- La figure 2 est une représentation schématique d'un appareil comportant au moins un phare infrarouge conforme à l'invention
- La figure 3 est une représentation schématique du spectre de transmission du filtre infrarouge dont est muni le phare représenté sur la figure 1
- La figure 4 , enfin, est une représentation schématique du spectre de transmission d'une optique de préfiltrage dont est muni le phare de la figure 1.The following descriptions of several possible embodiments of the invention are purely illustrative and not limiting. They must be read in conjunction with the appended drawings, on which
- Figure 1 is a schematic sectional representation of an infrared headlight according to the invention;
- Figure 2 is a schematic representation of an apparatus comprising at least one infrared headlight according to the invention
- Figure 3 is a schematic representation of the transmission spectrum of the infrared filter which is fitted to the headlight shown in Figure 1
FIG. 4, finally, is a schematic representation of the transmission spectrum of a pre-filtering optic with which the headlight of FIG. 1 is provided.
En se référant plus particulièrement à la figure 1 on voit qu'un phare infrarouge P conforme à un mode de réalisation particulier de l'invention comprend , montée dans un support ou carter 1 , une source d'émission 2 associée à un réflecteur parabolique 3 et à des moyens optiques de filtrage référencés par 4 dans leur ensemble
La source d'émission 2 émet sur un large spectre incluant le domaine visible et infrarouge . Elle peut être par exemple , constituée par une lampe à filament de tungstène, une lampe à halogène et à filament de tungstène une lampe à arc électrique , etc . Le réflecteur parabolique 3 est de façon classique en aluminium pur poli. Le carter 1 est un capotage souple , préformé ou non et peut être muni d'ailettes (non représentées ) destinées à faciliter les transferts thermiques entre le phare et l'extérieur de celuici.Referring more particularly to FIG. 1, it can be seen that an infrared headlight P in accordance with a particular embodiment of the invention comprises, mounted in a support or casing 1, an emission source 2 associated with a parabolic reflector 3 and to optical filtering means referenced by 4 as a whole
The emission source 2 transmits on a broad spectrum including the visible and infrared domain. It can for example be constituted by a tungsten filament lamp, a halogen lamp and a tungsten filament lamp with an electric arc lamp, etc. The parabolic reflector 3 is conventionally made of polished pure aluminum. The casing 1 is a flexible casing, preformed or not and can be provided with fins (not shown) intended to facilitate heat transfers between the headlight and the exterior thereof.
Les moyens optiques 4 comprennent , notamment , sur la trajectoire des faisceaux d'émission renvoyés par le réflecteur 3 , un hublot de sortie et de protection 5, qui est en verre trempé transparent , résistant à la température dont le matériau qui le compose est avantageusement choisi parmi ceux connus sous les dénominations commerciales et marques déposées "Pyrex" (Corning Glass Works) ou "Tempax" (Schott).Entre ce hublot 5 et l'ensemble constitué par la source d'émission 2 et le réflecteur 3 , est intercalé , sur le trajet optique des faisceaux réfléchis par ledit réflecteur 3 , un filtre infrarouge 6 destiné à absorber les basses longueurs d'ondes des faisceaux émis et ayant une bonne qualité de transmission dans l'infrarouge par exemple sur une bande passante allant de 800 nanomètres à 3 à 4 micromètres
Le spectre de transmission de ce filtre a été représenté schématiquement sur la figure 3, la fréquence de coupure f0 de ce filtre correspondant à la longueur d'onde de coupure (800 nm). Ce filtre 6 est un hublot en verre à centres colorés fonctionnant par absorption , et peut être avantageusement choisi parmi les filtres commercialisés par la Société Schott sous les dénominations commerciales RG 780, RG 830 ou RG 850.The optical means 4 include, in particular, on the path of the emission beams returned by the reflector 3, an exit and protection window 5, which is made of transparent tempered glass, temperature resistant, the material of which it is advantageously made chosen from those known under the trade names and registered trademarks "Pyrex" (Corning Glass Works) or "Tempax" (Schott). Between this porthole 5 and the assembly constituted by the emission source 2 and the reflector 3, is interposed , on the optical path of the beams reflected by said reflector 3, an infrared filter 6 intended to absorb the low wavelengths of the beams emitted and having a good quality of transmission in the infrared, for example over a pass band ranging from 800 nanometers at 3 to 4 micrometers
The transmission spectrum of this filter has been represented diagrammatically in FIG. 3, the cutoff frequency f0 of this filter corresponding to the cutoff wavelength (800 nm). This filter 6 is a glass window with colored centers operating by absorption, and can advantageously be chosen from the filters sold by the Schott Company under the trade names RG 780, RG 830 or RG 850.
Entre ce filtre 6 , d'une part , et le réflecteur 3 et la source 2 , d'autre part , est interposée une optique de préfiltrage 7 destinée à arrêter tout ou partie des longueurs d'ondes du spectre du faisceau émis par la source 2 notamment dans le visible , tout en assurant une bonne transmission des longueurs d'onde du faisceau qui sont dans l'infrarouge . Cette optique de préfiltrage 7 est par exemple un hublot à faces parallèles en une vitrocéramique , celle-ci pouvant être avantageusement choisie parmi celles qui sont commercialisées sous les marques et dénominations commerciales
Ceran (Schott) ou Eurokera (?). Ces vitrocéramiques ont un spectre de transmission qui correspond sensiblement à celui qui a été représenté sur la figure 4.Ainsi qu'on peut le voir sur cette figure , ces matériaux laissent passer certaines longueurs d'ondes dans le visible avant la fréquence de coupure f0 du filtre infrarouge 6 , mais ont une très bonne qualité de transmission dans l'infrarouge au-delà de la fréquence f0 . En outre , la vitrocéramique a la particularité d'avoir un coefficient de dilatation extrêmement faible : elle est donc apte à résister à des sources intenses de chaleur
En se référant maintenant à la figure 2 , on voit qu'un appareil conforme à l'invention comprend principalement une tête optique 8 associée à un support de balayage 9 et à un boîtier de commande 10. La tête optique comprend essentiellement , montés dans un boîtier commun ll , deux phares infrarouges P dont les sources sont des lampes à halogène de puissance de 250 watts et dont le diamètre des réflecteurs paraboliques et des hublots qui les composent est de 100 mm.Between this filter 6, on the one hand, and the reflector 3 and the source 2, on the other hand, there is interposed a pre-filtering optic 7 intended to stop all or part of the wavelengths of the spectrum of the beam emitted by the source. 2 in particular in the visible, while ensuring good transmission of the wavelengths of the beam which are in the infrared. This prefiltering lens 7 is, for example, a porthole with parallel faces made of a glass ceramic, which can advantageously be chosen from those which are marketed under the brands and trade names
Ceran (Schott) or Eurokera (?). These vitroceramics have a transmission spectrum which corresponds substantially to that which has been represented in FIG. 4. As can be seen in this figure, these materials allow certain wavelengths to pass through the visible range before the cutoff frequency f0 of the infrared filter 6, but have a very good quality of transmission in the infrared beyond the frequency f0. In addition, glass ceramic has the distinction of having an extremely low coefficient of expansion: it is therefore able to withstand intense sources of heat
Referring now to FIG. 2, it can be seen that an apparatus in accordance with the invention mainly comprises an optical head 8 associated with a scanning support 9 and a control unit 10. The optical head essentially comprises, mounted in a common housing ll, two infrared headlights P whose sources are halogen lamps with a power of 250 watts and whose diameter of the parabolic reflectors and of the portholes which compose them is 100 mm.
Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières , et n'en limitent aucunement la portée. The reference signs inserted after the technical characteristics mentioned in the claims, have the sole purpose of facilitating the understanding of the latter, and in no way limit their scope.