Brevet FR2150668A1 — publié le 19730413

La présente invention se rapporte généralement à un dispositif optique formant au moins un prisme ou analogue; plus particulièrement, elle concerne et a essentiellement pour objet une structure particulière d'un tel prisme, capable de disperser et de diffuser la lumière blanche pour produire ou engendrer un arc-en-ciel parabolique tout-à-fait semblable à un arc-en-ciel naturel, ainsi que les diverses applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre et les systèmes, ensembles, appareils, équipements et installations pourvus de tels dispositifs. tes primes, construits conformément à ce qui est divulgué dans la présente invention, sont utilisés non seulement largement pour des dispositifs optiques tels que des spectroscopes ou analogues mais aussi comme moyens de création ou de dessin ornemental ou décoratif intérieur, de représentation visuelle , d'annonce publicitaire ou de réclame et de sujet ou de matière de travaux ou de métiers manuels dans des programmes d'étude scoolaire. Un arc-en-ciel nous rappelle les jours de notre jeunesse avec l'espoir pour le futur et est incorporé à des scènes diverses ou variées. I1 existait auparavant seulement un procédé primitif pour peindre manuellement un arc-en-ciel en sept couleurs différentes sur un écran, une paroi ou analogue quand le décor constitué par un arc-en-ciel est requis dans des pièces de théâtre dramatiques jouées au théâtre ou dans des pièces de théatre télévisées. Ces arcs-en-ciel peints n'attirent cependant pas l'intérêt ou l'attention des spectateurs. Un premier but de l'invention est de créer une structure particulière du prisme susceptible de disperser et de diffuser la lumière blanche pour émettre un arc-en-ciel parabolique tout-à-fait similaire à un arc-en-ciel naturel. Un second but de cette invention est de perfectionner la structure de prisme classique dans le but d'éliminer des difficultés dans la réalisation du prisme faisant l'objet du premier but précité. Un troisième but de l'invention est de créer un prisme utilisable dans des moyens de décoration ou d'ornementation intérieure qui utilisent un arc-en-ciel. Un quatrième but de l'invention est de fournir, à des enfants, des jouets éducatifs et du travail manuel éducatif dans le but de cultiver les sentiments des enfants par la contemplation de la belle scène offerte par un arc-en-ciel qui est illuminée ou éclairée par le prisme conforme à la présente invention. L'invention sera mieux comprise et ces objectifs ainsi que d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront pus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs illustrant divers modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - les figures 1, 2 et 3 sont des vues schématiques représentant respectivement un premier mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple, la figure 1 étant une vue de face de celui-ci; - la figure 2 étant une vue en coupe transversale de ce mode de réalisation, suivant la ligne I-I de la figure 1; et - la figure 3 étant une vue oblique en perspective du mode de réalisation représenté sur la figure 1; - les figures 4 à 7 sont des vues schématiques représentant respectivement un second mode de réalisation de l'invention à titre d'exemple et dont la figure 4 est une vue de devant; la figure 5 est une vue de derrière de ce mode de réalisation; - la figure 6 est une vue en coupe transversale de celui-ci suivant la ligne II-II de la figure 4; et - la figure 7 est une vue oblique en perspective dudit mode de réalisation; - les figures 8 à 10 sont des vues schématiques représentant respectivement un troisième mode d'exécution de cette invention donné à titre d'exemple, parmi lesquelles la figure 8 est une vue de face; - la figure 9 est une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 8; et - la figure 10 est une vue oblique en perspective de ce mode de réalisation; - la figure il est une vue en coupe transversale d'un autre mode d'exécution constituant une variante de réalisation du premier, du second et du troisième modes de réalisation donnés à titre d'exemple; - les figures 12 et 13 sont des représentations schématiques d'un cinquième mode de réalisation illustratif de cette invention, parmi lesquelles la figure 12 est une vue de face de celui-ci; et - la figure 13 est une vue en coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la figure 12; - les figures 14 et 15 sont des représentations schématiques d'un sixième mode de réalisation illustratif de cette invention, parmi lesquelles la figure 14 est une vue de face de celui-ci; et - la figure 15 est une vue en coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 14; - la figure 16 est une vue représentant une coupe transversale partielle diun septième mode de réalisation du prisme selon l'invention; - les figures 17 à 20 sont des vues schématiques illustrant respectivement les fonctionnements des prismes conformes à cette invention. On décrira maintenant les modes de réalisation du prisme selon la présente invention en se référant aux dessins annexés. tes figures 1, 2 et 3 représentent le premier mode de réalisation de cette invention. Dans le dessin annexé, A, B et C désignent des surfaces respectives du prisme. Comme cela est représenté sur la figure 2, les surfaces Al du prisme, qui forme un triangle dans sa section transversale, est convexe et la surface C1 est concave de façon à réaliser ainsi un prisme i en forme de barre arquée comme cela est indiqué sur les figures 1 et 3. les figures 4 à 7 representent le second mode de réalisation de cette invention. Dans ce mode de réalisation, la surface D est obtenue en découpant le premier mode de réalisation en un point situé un peu plus bas que l'angle vertical qui est formé par les surfaces Al et Cl (correspondant respectivement aux surfaces A2 et C2 sur la figure 6) en construisant ainsi un prisme 2 en forme de barre arquée ayant une section transversale trapézoidale. Les figures 8 à 10 illustrent le troisième mode de réa liston de l'invention. Celui-ci montre qu'il est obtenu endécoupant le premier mode de réalisation en un point situé un peu plus bas que l'angle vertical qui est formé par les surfaces A et B (correspondant respectivement aux surfaces A3 et B3 sur la figure 9)pour former uneairface E et pour fabriquer ainsi un prisme 3 en forme de barre arquée ayant une section transversale trapézoSdale. Comme cela a été indiqué ci-dessus, la caractéristique de cette invention réside dans-le fait que le prisme, constitué en verre, en une matière plastique ou analogue, est agencé de façon à former une barre ou un barreau arqué. Dans les premier, second et troisième modes de réalisation illustratifs tels que représenté sur les figures 2, 6 et 9, les sections transversales des surfaces Ai, A2 et A3 et des surfaces C1, C2 et C3 forment chacune une ligne droite. Il est cependant aussi possible de rendre la section transversale de la surface A4 convexe et la section transversale de la surface C4 concave comme cela est représenté sur la figure 11. La différence, entre lds modes de réalisation illustratifs précités, peut se traduire par une difficulté opératoire dans le processus de fabrication des prismes, mais ces formes d'exécution peuvent produire sensiblement le même effet dans l'aspect fonctionnel consistant à émettre un arcen-ciel.Pour etre plus spécifique, le prisme du permier mode de réalisation, dont la section transversale est un triangle, est inférieur, du point de vue des aspects de procédé de fabrication et de prix, à ceux des second et troisième modes de réaLisation dont les sections transversales sont conformées de façon à constituer des trapézoides. Par exemple dans le cas de la fabrication d'un prisme da grande taille qui correspond au premier mode de réalisation à section transversale triangulaire, destiné à etre utilisé à l'extérieur ou en plein air, il existe des inconvénients tels que celui constitué par le fait qu'une masse de verre, suffisamment épaisse pour fabriquer le prisme de grande taille, est difficile à obtenir ou d'un coût trop élevé même si elle est obtenue, et que ledit prisme ne peutpas être préparé autrement que par un pm cédé primitif à opération manuelle et enfin par le fait que la partie verticale dudit prisme est susceptible de se casser au cours des opérations de fabrication ou de manutention. Par ailleurs dans le cas d'un prisme ayant une section transversse trapézoidale, cela peut avoir pour résultat les avantages suivants: comme la formation d'un triangle vertical n'est pas exigée, il est possible d'utiliser une masse de verre moins épaisse et il est plus facile d'obtenir une telle matière en verre; il est possible d'employer la méthode dans laquelle du verre fondu est injectédans un moule ou une matrice à presser et un polissage mécanique peut être utilisé pour polir les surfaces plus petites du prisme en raccourcissant ainsi le temps nécessaire pour traiter le prisme et en réduisant grandement le coût. Il n'y a pas de différence notable dans l'effet fonctionnel entre le prisme de section transversale trapézoidale et le prisme de section triangulaire. tes figures 12 et 13 et les figures 14 et 15 sont des représentations schématiques respectives des quatrième et cinquième modes de réalisation de la présente invention. Ces modes de réalisation comprennent des prismes annulaires 4 et 6 qui sont constitués en soudant ou en assemblant par fusion les prismes du second mode de réalisation à section transversale trapézoldale l'un à l'autre et en soudant ou en assemblant par fusion ceux des troisièmes modes de réalisation à section transversale trapézoidale l'un à l'autre respectivement dans la direction longitudinale Bien que cela ne soit pas représenté, il est également possible de former le même prisme annulaire que ceux décrits ci-dessus en soudant ou en assemblant par fusion les prismes du premier mode de réalisation l'un à l'autre dans la direction longitudinale.Il existe deux procédés différents de fabrication d'un prisme en forme de barre annulaire, dont l'un consiste à réunir un certain nombre de prismes en forme de barres courbes qui correspondent respectivement au: premier, second et troisième modes de réalisation et dont l'autre consiste à fabriquer le prisme dans sa forme annulaire directement dès le début, ce qui permet tout aussi bien d'atteindre l'objectif désiré de façon satisfaisante. Il est par conséquent entendu d'après ce qui précède que le premier procédé est le plus approprié dans le but de fabriquer des prismes annulaires d'un grand diamètre avec de la matière en verre et que le second est le plus efficace pour fabriquer des prismes annulaires d'un petit diamètre avec des matières plastiques puisque le moulage par injection ou sospBssion peut eAtre utilisé dans le second procédé. tes prismes annulaires ainsi construits peuvent être montés en une configuration de lampe-éclair ou analogue indépendamment pour émettre un arc-en-ciel annulaire. La figure 16 représente un ensemble de prisme selon le sixième mode de réalisation de l'invention. Cet ensemble de prisme, consistant à combiner les prismes annulaires de grandeur appropriée qui sont représentés en tant que les gatmème et cinquième modes de réalisation des figures 12 à 15 et à disposer la source lumineuse 9 en une position appropriée dans l'assemblage de prismes, émet sept couleurs différentes de lumière ou un spectre annulaire à travers les prismes combinés 8 à partir de la source lumineuse 9 pour entre projetés sur le plafond,le plancher et le mur ou la paroi et peut être utilisé de diverses manières telles que pour l'éclairage d'arbres de Noël, pour constituer un abat-jour pour une lampe de bureau et une décoration pour l'ornementation ou l'aménagement et la représentation visuelle intérieurs. En outre, l'effet d'éclairage de l'ensemble de prismes peut être renforcé en lisant chacun des prismes annulaires en des matières plastiques translucides de différentes couleurs et en les combinant mutuellement les uns avec les autres de diverses manières. On considère que l'un des moyens d'éducation le plus approprié consiste à laisser des écoliers combiner des prismes annulaires les uns avec les autres pour former des ensembles ou systèmes variés avec ces prismes et pour les cultiver ainsi afin d'enrichir leurs facultés créatrices et leurs sentiments culturels. On décrira maintenant le fonctionnement des prismes générateurs d'arcs-en-ciel de la présente invention en se référant aux figures 17 à 20. Sur la figure 17, la lumière 11, émise par la source lumineuse 10, passe à travers la surface B pour pénétrer dans le prisme dans lequel la lumière incidente est réfractée différemment conformément à chacune des longueurs d'onde de la lumière et réfléchie et diffusée par la face intérieur convexe de la surface C, cette lumière sortant à travers la face A pour former et éclairer un arc-en-ciel parabolique 12 par projection sur des objets tels que le plafoM,un mur, une fontaine, du brouillard, des arbres d'une foret ou un batiment. Dans ce cas, la surface C constitue une face extérieure convexe ou, en d'autres mots, une face intérieure concave, de sorte que la lumière incidente est diffusée conformément au degré de courbure en arc de la face intérieure concave. En effet, comme cela est représenté sur les figures 18 et 19, le prisme selon la présente invention est constitué suivant une forme en arc de façon à réfracter la lumière incidente dans plusieurs directions, de sorte que les spectres émis peuvent former par illumination une parabole différente de celles engendrées par des prismes classiques. tes prismes des second et quatrième modes de réalisation ne peuvent pas émettre un arc-en-ciel parabolique en raison de la présence de la surface D quand la lumière pénètre dans les prismes en provenance de la même direction que cela est représenté dans les premier, troisième et cinquième modes de réalisation. Mais quand la lumière pénètre dans les prismes en provenance dgune direction telle que représentée sur la figure 20, les prismes des second et quatrième modes de réalisation peuvent émettre un arc-en-ciel en forme d'anneau ou de couronne de telle manière que la lumière 11, émise par la source lumineuse 10, pénètre dans le prisme à travers la surface B et est réfractée pour traverser la surface A et, dans ce cas, la surface C n'est pas utilisée. Il est évidemment possible pratiquement, avec les prismes de la présente invention,dlémettre des arcs-en-ciel de formes différentes de celles qui ont été déjà indiquées en changeant la position de la source lumineuse. ta raison, pour laquelle l'arc-en-ciel 12 est conformé suivant une parabole, réside dans le fait que les surfaces A et C sont en forme dlarc pour constituer un prisme en forme de barreau arqué. On peut faire varier la forme de la parabole de diverses manières en changeant le degré de courbure en arc du prisme. Par exemple, si le prisme est constitué suivant une forme en U,il peut émettre un arc-en-ciel en forme de U.S'il est en forme d'anneau, il peut émettre un arc-en-ciel en forme d'anneau. En outre, des arcs-en-ciel annulaires en recouvrement ou en chevauchement mutuels peuvalt être formés par ilumination en combinant plusieurs prismes ou séries de prismes annulaires les uns avec les autres, ce qui peut être utilisé comme un moyen dans un but décoratif ou ornemental. Par ailleurs, il est possible de former des lettres dans l'arc-en-ciel en forme d'arc si les lettres sont gravées dans la surface du prisme et ceci peut être largement employé dans le domaine de la réclame, de l'annonce publicitaire ou analogue. Comme cela a été indiqué ci-dessus, les prismes de la présente invention peuvent être employés pour divers usages et le perfectionnement, par lequel la section transversale du prisme est conformée de façon à etre trapézoidale, procure divers avantages dont par exemple le fait que le coût de fabrication de prismes de taille spécialement grande peut etre fortement réduit et que l'opération de fabrication peut etre fortement racourcie. Bien entendu,l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celies-ci sont exécutées melon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif formant au moins un prisme en forme de barreau arqué, caractérisé en ce qu'il comprend une surface sensiblement plane, une surface convexe et une surface concave respectivement dans la direction longitudinale. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section transversale du prisme précité est de forme sensiblement triangulaire. 3.- Dispositif selon la revendieation 1, caractérisé en ce que la section transversale du prisme précité est de forme sensiblement trapézoidale. 4.- Dispositif à plusieurs prismes annulaires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est à section transversale de forme trapézoidale obtenue par découpage dsau moins un angle d'un prisme précité et comprend une surface convexe et une surface conclave. 5.- Système formé par l'assemblage de prismes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par la combinaison d'au moins deux ou d'un plus grand nombre de tels prismes les uns avec les autres. 6.- Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs prismes -sont colorés en au moins une ou plusieurs teintes