Brevet FR2188393A1 — publié le 19740118

L'invention, due à Dmitry Nikolaevich CHECHULIN, Nikolai Dmitrievich CHEKMOTAEV, Konstantin Leontievich LEONTIEF, Genrikh Isaakovich ASHKENAZI, Grigory Yakovlevich BERDICHEVSKY, Alexandr Yakovlevich LERNER, Samuil Markovich LISCHINSKY, Lev Alexandrovich KARP, Zinovy Samoilovich SOMINSKY, Marian Leonidovich FRENKEL, concerne des installations d'éclairage, et notamment des installations permettant de produire des effets lumineux de couleur en vue d'en accompagner une musique, d'éclairer les studios de télévision en couleurs et de tournage des films en couleurs, ainsi que de réaliser des décorations pendant des fêtes. On connait une installation pour produire des effets lumineux de couleur à circuits séparés de commande d'intensité, de saturation et de teinte des sourcesde lumière chromatique. Dans cette installation, le circuit de commande d'intensité des sources de lumière chromatique comprend un bloc multiplicateur commandant une source de lumière blanche, une des entrées de ce bloc recevant le signal de commande d'intensité, une seconde entrée le signal de commande de saturation ; le circuit de commande de saturation de couleur des sources de lumière chromatique comprend un inverseur branché par la sortie sur une des entrées d'un autre bloc multiplicateur commandant les sources de lumière chromatique, une seconde entrée de ce bloc recevant le signal de commande d'intensité des sources de lumière ; le circuit de commande de teinte des sources de lumière se présente sous la forme d'un système électromécanique commandant le déplacement de filtres colorés montés devant une source de lumière dont l'intensité est à régler. L'inconvénient de l'installation connue réside en ce que le système électromécanique de déplacement des filtres colorés, lequel est destiné à commander la teinte, augmente l'inertie du circuit de commande de teinte ; les sources de lumière dotées de filtres déplaçables présentent un rendement plus bas en flux lumineux de sortie ; elles sont plus compliquées et d'une fiabilité moins bonne. En utilisant cette installation connue, il est impossible d'élaborer un système dynamique de commande de teinte équipé de sources de lumière avec des filtres colorés fixes. L'invention vise à mettre au point une installation pour créer des effets lumineux exempts des défauts mentionnés Le but de l'invention est de réaliser une installation pour produire des effets lumineux de couleur, dotée de circuits séparés de commande d'intensité, de saturation et de teinte des sources de lumière chromatique, dans laquelle seraient utilisées des sources de lumière à filtres colorés fixes, et qui ne comprendrait pas de dispositifs mécaniques de déplacement de filtres colorés. Le problème est résolu grâce à ce que, dans l'installation pour produire des effets lumineux de couleur, équipée de circuits séparés de commande d'intensité, de saturation, de couleur et de teinte des sources de lumière, dans laquelle le circuit de commande d'intensité des sources de lumière chromatique comprend un bloc multiplicateur commandant la source de lumière blanche, une des entrées du bloc multiplicateur recevant le signal de commande d'intensité, et une seconde entrée le signal de commande de saturation, tandis que le circuit de commande de saturation de couleur des sources de lumière chromatique comprend un inverseur branché par son entrée sur une des entrées d'un autre bloc multiplicateur commandant les sources de lumière chromatique, une seconde entrée de ce bloc recevant le signal de commande d'intensité; selon l'invention, le circuit de commande de teinte des sources de lumière comprend un générateur de fonctions à l'entrée duquel vient le signal de commande de teinte et aux sorties duquel se forment au moins trois signaux en quadrature qui attaquent chacun une des premières entrées des troisièmes blocs multiplicateurs, dont le nombre correspond à celui de signaux fournis par le générateur de fonctions, dont les deuxièmes entrées sont reliées à la sortie du bloc multiplicateur dans le circuit de commande de saturation, et dont les sorties sont liées aux sources de lumière chromatique. Il est avantageux de réaliser le générateur de fonctions sous la forme de trois branches parallèles comprenant chacune un convertisseur à diode-résistance et un amplificateur à cou rant continu connectés en série. Les avantages offerts par la présente invention consistent en ce que l'installation pour produire des effets lumineux de couleur ne comprend pas de dispositifs électromécaniques à inertie pour le déplacement des filtres colorés et peut être réalisée avec utilisation de sources de lumière dotées de filtres colorés constants fixes. L'installation permet une commande in dépendante et séparée de la teinte et de la saturation de couleur des sources de lumière et assure une commande rapide de la couleur conformément à des principes artistiques et esthétiques et non pas techniques, ce qui élargit considérablement le domaine de son application. L'invention est expliquée par la description qui va suivre, d'un mode de réalisation concret, en se référant aux dessins, sur lesquels - la figure 1 représente le synoptique de l'installation pour créer des effets lumineux de couleur, selon l'invention - la figure 2 représente le schéma électrique de principe d'une branche du générateur de fonctions selon 11 invention - la figure 3 représente un diagramme montrant les relations entre les tensions de sortie du générateur de fonctions et le signal de teinte d'entrée. L'installation pour créer des effets lumineux de couleur de la fig. 1 comprend un groupe de sources de lumière commandées de variateurs de lumière, dotés de divers filtres colorés constants fixes, par exemple rouges, verts et bleus. Le groupe de variateurs de lumière 1, dont l'un comporte un filtre rouge, le deuxième un filtre vert, le troisième un filtre bleu et le quatrième est sans filtre, constitue un variateur de couleur 2. L'installation possède quelques variateurs de couleur 2 (la fig. 1 n'en représente qu'un seul) destinés à diriger des flux lumineux vers différentes sections, par exemple, de la surface réfléchissante de la toile de fond 3 de la scène. L'installation possède trois entrées 4, 5, 6. L'entrée 4 est l'entrée du circuit de commande d'intensité (a) des variateurs de lumière 1, l'entrée 5 est l'entrée du circuit de commande de saturation (t3) de couleur et l'entrée 6 est l'entrée du circuit de commande de teinte (). Dans le circuit de commande d'intensité est inséré un bloc 7 multiplicateur, dont la première et la deuxième entrées reçoivent des signaux en provenance des entrées 4 et 5, respectivement, de l'installation. La sortie du bloc i multiplicateur est liée à une des entrées du bloc 8 de commutateurs et commande la source de lumière blanche du variateur de couleur 2. Dans le circuit de commande de saturation des variateurs de couleur 2 est prévu un inverseur 9 branché par son entrée sur l'entrée 5 de l'installation, par sa sortie sur une des entrées du bloc 10 multiplicateur dont la seconde entrée est attaquée par un signal issu de l'entrée 4 de l'installation et dont la sortie est reliée aux premières entrées de trois blocs 11 multiplicateurs. Les sorties des blocs 11 multiplicateurs sont reliées à d'autres entrées du bloc 8 de commutateurs et commandent les variateurs de lumière 1 munis de filtres colorés. Le circuit de commande de teinte comprend un générateur de fonctions 12 qui élabore sur ses trois sorties des signaux en quadrature. Le générateur de fonctions 12 est branché par son entrée sur l'entrée 6 de l'installation et, par ses sorties, sur les deuxièmes entrées des blocs Il multiplicateurs respectivement. Par l'intermédiaire du bloc 8 de commutateurs, n1 importe lequel des variateurs de couleur peut être branché sur les sorties d'une deuxième voie 13, qui est analogue à celle décrite plus haut, de l'installation, ou bien peut être débranché de l'installation. Les entrées 4, 5, 6 de l'installation peuvent être alimentées par des signaux à partir de transmetteurs potentiométriques, d'un bloc de programmation, ou automatiquement, à partir d'un convertisseur électrique de son. Dans la présente description, on ne considère pas le dispositif d'introduction de signaux. Le générateur de fonctions 12 est réalisé sous la forme de trois branches parallèles correspondant aux couleurs rouge, verte et bleue. Le schéma de principe d'une telle branche est donné sur la fig. 2 ; elle comprend un amplificateur inverseur de signe 14 à courant continu, un convertisseur à diode-résistance 15 et un amplificateur de sommation 16 à courant continu ayant une résistance 17 dans le circuit de réaction. Le convertisseur à dioderésistance 15 est réalisé avec deux dipdes 18 et 19 en opposition, une résistance 20 insérée entre l'entrée de la branche et le point neutre des diodes 18 et 19, une résistance 21 insérée entre la sortie de l'amplificateur inverseur 14 et la diode 18, et une résistance 22 branchée par une de ses sorties sur le point commun de la résistance 21 et de la diode 18, et par sa seconde sortie, sur une borne 23 d'une source de tension négative "-E", qui n'est pas représentée sur la fig. 2 Le diagramme de la fig. 3 illustre les relations entre les tensions de sortie du générateur de fonctions 12 et le signal de teinte d'entrée, ce dernier prenant des valeurs de &gamma;o à vm x- La ligne en trait continu dans le diagramme indique la variation de la tension de sortie UR en fonction de w pour la branche commandant les variateurs de lumière 1 dotés de filtres rouges la ligne en pointillé, la variation de UG pour des filtres verts et la ligne en trait mixte la variation de UB pour des filtres bleus. Le principe de fonctionnement de l'installation est le suivant A partir des dispositifs de formation des signaux a, ss, &gamma; (d'intensité, de saturation et de teinte), ces signaux s'appliquent aux entrées 4, 5 et 6 respectivement de l'installation. Ces signaux sont de signe déterminé et peuvent prendre n'importe quelle valeur entre le zéro et &alpha;max, ssmax, &gamma;max . Le signal d'intensité a vient de l'entrée 4, simultanément, aux premières entrées des blocs 10 et 7 multiplicateurs. La deuxième entrée du bloc 7 multiplicateur reçoit le signal de saturation ss en provenance de l'entrée 5. Le signal à la sortie du bloc 7 multiplicateur est alors proportionnel au produit a.f3 , et il peut, par l'intermédiaire du bloc 18 de commutateurs, parvenir au variateur de lumière 1 faisant partie du variateur de couleur 2 ayant une couleur blanche, c'est-à-dire ne comprenant pas de filtre coloré. L'intensité de la lumière blanche est dans ce cas proportionnelle à l'intensité a et à la saturation ss. La deuxième entrée du bloc 10 multiplicateur reçoit le signal de saturation ss, celui-ci transitant l'inverseur 9. A la sortie de l'inverseur 9 apparait le signal de saturation B ssmax~ss- En définitive, on voit apparaître à la sortie du bloc multiplicateur 10, et respectivement aux deuxièmes entrées des blocs 11 multiplicateurs, un signal proportionnel au produit (ssmax~ss) La décroissance du signal a amène alors une baisse proportionnelle de la tension aux entrées de tous les variateurs de lumière 1 et une diminution de l'intensité d'éclairage de la toile de fond 3 de la scène.Lorsque le signal ss est égal à zéro, la tension de sortie du bloc 7 multiplicateur vaut aussi zéro pour toute valeur du signal a, et les tensions aux sorties des blocs Il multiplicateurs sont proportionnelles au signal a. Lorsque le signal ss est égal à ssmax, la tension aux sorties des blocs de multiplication11 est égale au zéro, tandis qu'à la sortie du bloc 7 multiplicateur la tension est proportionnelle au signal d'intensité a. Comme les signaux issus des sorties des blocs il multiplicateurs commandent les variateurs de lumière 1 équipés de filtres colorés, et que le signal de sortie du bloc 7 multiplicateur commande le variateur de lumière i de couleur blanche, la variation du signal de saturation ss provoque une nouvelle répartition des intensités entre les flux de lumière chromatique et blanche, ces intensités étant à leur tour proportionnelles au signal d'=ten- sité a. Le signal de teinte w arrive à l'entrée 6 de l'installation, et puis à celle du générateur de fonctions 12 ; celui-ci assure une nouvelle répartition des signaux de commande d'intensité des variateurs de lumière 1, dotés de filtres colorés, de manière que la variation du signal de teinte w entre deux valeurs ex trêmes entraîne une variation à tour de rôle de l'intensité des sources de lumière, variation telle qu'en cas, par exemple, de valeur minimale du signal de teinte aux entrées du générateur de fonctions 12, le signal maximal corresponde au rouge, tandis que des signaux nuls correspondent au vert et au bleu ; puis, à mesure qu'augmente le signal de teinte, le signal de sortie correspondant au rouge diminue, ce qui est accompagné d'une augmentation simultanée du signal correspondant au vert.Lorsque le signal correspondant au vert atteint sa valeur maximale, les valeurs des signaux correspondant au rouge et au bleu deviennent égaux à zéro. Une augmentation subséquente du signal de teinte amène une diminution du signal de sortie correspondant au vert et une augmentation simultanée de celui correspondant au bleu. Lorsque le signal de bleu atteint sa valeur maximale, ceux de vert et de rouge deviennent égaux à zéro. Puis ctest le signal de bleu qui diminue de manière analogue avec une augmentation simultanée du signal de rouge. Il se produit alors une variation à tour de rôle des intensités des variateurs de lumière 1 ayant des filtres rouge , vert et bleu, ce qui entraîne une variation progressive de la teinte de mélange de couleurs à partir d'un rouge pur en passant par des mélanges du rouge avec du vert (teintes orange, jaune et jaune-verte) jusqu'à un vert pur, puis en passant par des mélanges du vert avec du bleu (teintes bleues) jusqu'à un bleu pur, et puis encore en passant par des rflélanges du bleu avec du rouge (teintes pourpres) jusqu'à un rouge pur. Ainsi, en faisant varier le signal de teinte entre ses valeurs minimale et maximale, on obtient une variation de la teinte de mélange de couleurs suivant le périmètre du triangle des couleurs. Les relations existant entre les tensions de sortie UR,UG,UB du générateur de fonctions 12 et la variation du signal d'entrée &gamma; (fig. 3) sont telles, qu'à la valeur maximale de la tension présente à une sortie quelconque les valeurs des tensions deviennent égales à zéro à deux autres sorties. A un moment donné, les tensions différentes de zéro ne peuvent se présenter qu'à des sorties, et la somme des tensions est toujours égale à une valeur constante. L'augmentation du signal d'entrée &gamma; du zéro à &gamma;G impose alors une baisse de tension UR à partir de sa valeur maximale jusqu'à zéro, la tension UG s'élevant en même temps de zéro à sa valeur maximale.Une augmentation suivante du signal &gamma; de UG à &gamma;B provoque une baisse de tension UG accompagnée d'une élévation simultanée de la tension UB, tandis qu'une augmentation du signal &gamma; de UB à &gamma;max entraîne une baisse de tension UB et simultanément une élévation de UR.Finalement, R les relations fonctionnelles existant entre les tensions de sortie UR, UG, UB assurent une nouvelle répartition des tensions de commande des voies rouge, verte et bleue, de manière qu'il se produit une nouvelle répartition successive des intensités de rouge et de vert, de vert et de bleU, de bleu et de rouge, ce qui amène une variation de la teinte de mélange de couleurs en fonction du signal de teinte W. Les valeurs des flux lumineux fournis à la sortie des variateurs de lumière 1 sont les suivantes : # R = CR&alpha;(ssmax. - ss) UR (&gamma;) G G = CG&alpha;(ssmax. - ss) UG ( ) # B = CB(max. - ss) 13 > UB (W) w W = où #R,#G, #B, #W sont les flux de lumière rouge, verte, bleue et blanche respectivement CR, CG CB CW sont les coefficients de proportionnalité. La variation de n'importe lequel des signaux a, ss, W ne fait respectivement varier que l'intensité, la saturation et la teinte de mélange de couleurs . La variation des flux lumineux séparés se passe proportionnellement au signal a, le signal ss influençant seulement la rerépartition des flux lumineux des sources de lumière blanche et chromatique, et le signal , seulement la rerépartition des intensités des sources de lumière chromatique. On va plus loin décrire le fonctionnement du générateur de fonctions 12 assurant l'obtention des relations illustrées sur la fig. 3 Le fonctionnement du convertisseur est analysé sur l'exemple d'une seule branche, en particulier celle qui commande les va riateurs de lumière 1 dotés de filtres verts. Une entrée de la branche reçoit le signal de teinte W va riant dans les limites de - a "-E" délivrée par une source de tension de référence. Avec W = O le courant I1 ne passe pas par la résistance 20 et la diode 18 ; le signal W à la sortie de l'amplificateur in verseur de signe 14 étant aussi égal au zéro et la diode 18 étant bloquée par la tension de polarisation -E, le courant est absent dans le point de sommation A, et la tension UG est nulle à la sortie de l'amplificateur 16. Le signal - W augmentant, la diode 19 commence à conduire le courant I1, et la tension UG s'accroît linéairement. Avec W = UG lorsque le courant I2 = I3 , la diode 18 devient conductrice, et, lorsque le signal ne cesse d'augmenter, un cou rant dû au signal + W de direction opposée à celle du courant dû au signal -W commence à traverser le point A. La résistance 21 est choisie telle que la variation du courant provoqué par le signal + W se produit d'une manière plus intense qu'à la varia tion du courant dû au signal - W. De ce fait, le courant résul tant diminue dans le point de sommation A, et l'on observe une baisse de tension (de polarité inversée) correspondante à la sortie de l'amplificateur 16.Les rapports entre les résistan ces 20, 21, 22 et 17 sont choisis tels qu'avec W = UB le cou rant est nul dans le point A, et UG aussi est nulle La diode 19 sert à empêcher l'inversion de polarité du courant résultant dans le point de sommation A. Le fonctionnement des branches du générateur de fonctions 12 commandant les variateurs de lumière équipés de filtres rouge et bleu est analogue au fonctionnement décrit ci-dessus L'obtention des signaux en quadrature aux sorties du géné rateur de fonctions est assurée par le choix de la polarité de la tension de référence E, de la polarité de conduction des diodes 18 et 19, ainsi que des valeurs des résistances 2C, 21, 22 Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux des modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes REVENDICATIONS 1. Installation pour créer des effets lumineux de couleur, munie de circuits séparés de commande d'intensité, de saturation et de teinte des sources de lumière chromatique, dans laquelle le circuit de commande d'intensité des sources de lumière chro mastique comprend un bloc multiplicateur commandant une source de lumière blanche, une des entrées de ce bloc multiplicateur recevant le signal de commande d'intensité et une seconde entrée le signal de commande de saturation ; le circuit de commande de saturation de couleur des sources de lumière chromatique comorenant un inverseur branché par son entrée sur une des entrées d'un autre bloc multiplicateur commandant les sources de lumière chromatique, sa seconde entrée étant attaquée par le signal de commande d'intensité, caractérisée en ce que le circuit de commande de teinte des sources de lumière contient un générateur de fonctions recevant sur son entrée le signal de commande de teinte et fournissant à ses sorties au moins trois signaux en quadrature qui attaquent chacun une des premieres entrées des troisièmes blocs multiplicateurs, dont le nombre correspond à celui de signaux élaborés par le générateur de fonctions, les deuxièmes entrées de ces blocs étant reliées à la sortie du bloc multiplicateur du circuit de commande de saturation et leurs sorties étant liées aux sources de lumière chromatique. 2. Installation pour créer des effets lumineux de couleur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le qénérateur de fonctions comprend trois branches parallèles dont chacune est composée d'un convertisseur à diode-résistance et un am- plificateur à courant continu connectés en série.