Brevet FR2312166A1 — publié le 19761217

La présente invention concerne les dispositifs permettant de délivrer un faisceau lumineux d'intensité pouvant être contintment variable entre certaines limites, et plus particulièrement les dispositifs lumineux utilisés dans les spectacles pour produire des taches lumineuses à des endroits déterminés. Dans de nombreuses applications, comme par exemple dans les théâtres, salles de spectacles, les projecteurs de taches lumineuses sont commandés par une tension continue obtenue aux bornes d'un potentiomètre linéaire ou un moyen équivalent pouvant être éventuellement automatisé. Le potentiomètre comporte des repères ou graduations qui permettent théoriquement aux machinistes de commander l'intensité lumineuse des projecteurs. En commandant d'une façon continue son potentiomètre, le machiniste devrait théoriquement obtenir une variation équivalente de l'intensité lumineuse du faisceau lumineux du projecteur. Bien entendu, la tension prelevée aux bornes du potentiomètre n'est pas directement appliquée à la source qui produit le faisceau lumineux, elle est transformée auparavant par un transformateur qui délivre un signal de puissance au projecteur, la valeur de ce signal de puissance,généralement constitué par une tension alternative fournie par le secteur, étant proportionnelle à la valeur de la tension délivrée aux bornes du potentiomètre. Ces machinistes qui utilisent ce type de dispositif, souhaiteraient obtenir un éclairement proportionnel à la tension de commande, c'est-à-dire celle obtenue aux bornes du potentiomètre. Mais en fait, actuellement, ces dispositifs ne permettent pas d'obtenir cet éclairement. On observe des variations de luminosité qui sont non linéaires en fonction de la variation de la tension de commande, et pour des variations brusques de cette tension de commande, la source lumineuse ne répond pas immédiatement à cette variation et les variations correspondantes de l'intensité lumineuse se produisent avec des retards plus ou moins importants. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un dispositif permettant de délivrer un faisceau lumineux commandé par un signal de commande pouvant prendre différentes valeurs déterminées caractérisé par le fait qu'il comprend : un transformateur délivrant à sa sortie un signal de puissance proportionnel à un signal donné appliqué à son entrée, au moins un projecteur lumineux, des moyens pour connecter la sortie dudit transformateur aux bornes d'entrée dudit projecteur, et un transducteur de correction pour fournir à partir du signal de commande un signal transformé, fonction des caractéristiques dudit projecteur, ledit signal transformé appliqué au dit projecteur à travers ledit transformateur permettant à ce dit projecteur de délivrer un flux lumineux proportionnel audit signal de commande. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparat- tront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif dans lesquels - la figure 1 représente le bloc diagramme d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente la courbe de l'éclairement d'un projecteur en fonction de sa tension d'alimentation, - la figure 3 représente un mode particulier de réalisation d'une partie du dispositif selon la figure 1, - la figure 4 représente une courbe permettant d'expliciter le fonctionnement du mode de réalisation selon la figure 3, - la figure 5 représente un mode de réalisation d'une autre partie du dispositif selon la figure 1, - la figure 6 représente un schéma bloc d'un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur la figure 1 est représenté le bloc diagramme fonctionnel d'un dispositif permettant de délivrer un faisceau lumineux ayant une intensité qui puisse être commandée éventuellement de façon continue proportionnellement à un signal électrique comme par exemple le signal de tension délivré aux bornes d'un potentiomètre ou tout autre générateur qui puisse donner cette tension et que cette valeur de la tension puisse facilement être référencée et connue d'une façon ou d'une autre. Sur la figure 1 un générateur de tension continue 1 est donné à titre d'exemple, bien qutil ne fasse pas partie intégrante du dispositif .I1 est essentiellement constitué d'une source d'énergie électrique 2 dont les deux bornes de sortie sont reliées à deux entrées d'une résistance potentiométrique linéaire 3; une des bornes de cette résistance potentiométrique 3 et la borne du point curseur constituant les deux sorties du générateur de tension continue variable. Ces deux bornes de sortie du générateur sont connectées aux deux entrées 4 et 5 du dispositif selon l'invention. Le dispositif illustré comprend un projecteur lumineux 6 du type à iode ou à incandescence, un transformateur 7 pouvant délivrer à ses bornes de sortie un signal de puissance proportionnel à un signal donné qui serait appliqué à ses bornes d'entrée, et des moyens 8 pour connecter les sorties du transformateur 7 aux bornes d'entrée du projecteur 6. Il est précisé que ces moyens de connection peuvent être dans certains cas des fils de liaison ou aussi un système du type à prise male et femelle ou alors des systèmes équivalents. Le dispositif comprend en outre un transducteur 9 dont les entrées constituent les entrées 4 et 5 du dispositif. Le transducteur de correction 9 permet de délivrer, à partir du signal de commande appliqué à ces deux bornes d'entrée 4 et 5, un signal adapté qui, à travers le transformateur 7 et les moyens de correction 8, permet au projecteur de délivrer un flux lumineux directement proportionnel au signal de commande. Il faut savoir que pour un projecteur du type à iode ou à incandescence, l'éclairement fourni n'est pas proportionnel à la tension qui est appliquée à ces bornes d'entrée. Sur la figure 2 est représentée la courbe ER reliant l'éclairement E en fonction de la tension VE d'entrée du projecteur. Cette courbe est généralement représentative d'une loi quadratique. De plus, tous les projecteurs du type mentionné ci-dessus présentent des phénomènes d'inertie thermique qui se traduisent par le fait que, lorsque une brusque variation de tension est appliquée aux bornes du projecteur, la variation d'éclairement correspondante est une fonction exponentielle du temps et la valeur finale de l'éclairement voulu n'est atteinte qu'avec un certain retard. Ce retard est sensiblement porportionnel à la puissance du projecteur quelle que soit en fait sa configuration dans les types définis ci-dessus. Aussi, le transducteur de correction 9 comporte des premiers moyens 10 qui permettent de corriger le premier défaut mentionné ci-dessus et, dans le reste de la description, ces premiers moyens 10 seront dénommés correcteur statique et un mode de réalisation de ce correcteur va être décrit ci-après à l'appui des figures 3 et 4. Quant au second défaut, il peut aussi être, sinon complètement annulé, du moins très fortement atténué au moyen d'un correcteur dynamique 11, terme qui sera utilisé dans le reste de la description pour désigner les moyens permettant de pallier, quand il est nécessaire, ce second défaut. Un exemple de réalisation de ce correcteur dynamique 11 sera donné ci-après en regard de la figure 5. Revenant au correcteur statique 10, il comporte une résistance 31 constituant la résistance d'entrée, l'autre entrée étant généralement connectée à un potentiel de référence comme la masse. La seconde borne de cette résistance d'entrée est connectée respectivement à l'émetteur de quatre transistors PNP 32, 33, 34 et 35 à travers respectivement quatre résistances 36, 37, 38 et 39. Pour chacun de ces quatre transistors, le collecteur est relié au potentiel de référence tel que la masse définie ci-dessus, tandis que la base est reliée à l'émetteur respectivement de quatre autres transistors NPN 40, 41, 42 et 43. Les émetteurs de ces quatre derniers transistors sont reliés à travers respectivement quatre résistances 44, 45, 46 et 47 au potentiel de référence tandis que les collecteurs sont eux reliés à une source de potentiel V .Chaque base de ces derniers transistors est reliée à p un point de sortie d'un diviseur de potentiel reliant la source de potentiel V au potentiel de référence et constitué par cinq résistances en série 48, p 49, 50, 51 et 52. Le mode de réalisation du correcteur statique 10 décrit structurellement ci-dessus permet, pour une tension V appliquée à ses entrées, d'obtenir une tension V aux sorties 53 et 54 dont la loi de correspondance est illustrée s sur la courbe de la figure 4. Cette courbe est formée d'une série de tronçons de droites 1 ss 2 3 et ss 4 enveloppant une courbe CE qui repré- sente une courbe déduite de celle de l'éclairement ER, figure 2, du projecteur en fonction de la valeur de sa tension d'alimentation.Cette courbe CE est sensiblement déduite de celle de ER par une symétrie par rapport à une droite passant par l'origine des axes, de façon que la tension V amplifiée s par le transformateur de puissance 7 et appliquée aux entrées du projecteur 6, permette à celui-ci de délivrer un flux lumineux proportionnel à la tension de commande V c Le correcteur statique fonctionne de la façon suivante I1 est considéré pour l'explication de ce fonctionnement que la tension de commande V varie de la valeur zéro jusqu'à une certaine valeur voisine c par exemple de celle de V (figure 3). De plus, à la valeur zéro de la tension p de commande V , tous les transistors 32, 33, 34 et 35, sont à l'état bloqué ou non passant.Ainsi, jusqu'à ce que la tension V atteigne la valeur V c pl > valeur du potentiel entre les résistances 52 et 51 du diviseur de tension, le transistor 32 reste bloqué, ce qui permet d'obtenir la variation représentée par la portion de droite a 1 A cette valeur Vpl' le transistor 40 étant passant, la tension à son émetteur étant légèrement inférieure à cette tension Vpl, le transistor 32 se met à conduire et se comporte comme une source de tension à V 1 Ainsi, quant V continue à augmenter, la tension de pl c sortie V est atténuée par la résistance 36 et décalée par le potentiel Vpl ce qui permet d'obtenir les variations de V représentée par la portion de s droite a 2 Si la tension V continue à augmenter les transistors 33, 34 et 35 se débloquent successivement et les paires de transistors 33-41, 34-42, et 35-43, se comportent similairement à la paire 32-40 pour obtenir les autres différentes portions de droite A 3 et a 4 représentant les variations de V en fonction de V s c En plus du correcteur statique dont un mode de réalisation vient d'être décrit ci-dessus, le dispositif peut comporter le correcteur dynamique 11 dont la figure 5 représente un mode de réalisation et qui est placé en amont du correcteur statique. Le correcteur dynamique 11 représenté sur la figure 5 est constitué essentiellement d'un circuit RC. Pour cela, à partir de sa borne d'entrée 4 il comprend une résistance 55 reliant cette borne 4 à l'entrée negative 56 d'un amplificateur opérationnel 57 comportant dans sa boucle de contre réaction une résistance 58, sa borne d'entrée positive 61 étant reliée au potentiel de référence, comme la masse, par une résistance 59. Une capacité 60 est branchée en parallèle sur la résistance 55 pour former le circuit RC. Les valeurs de cette résistance 55 et de cette capacité 60 sont choisies pour que cette constan e de temps t = RC soit égale à la constante de temps du projecteur utilisé 6. Ce choix sera explicité avec l'explication du fonctionnement du correcteur dynamique 11 donné ci-après. Si à un projecteur, est appliquée une tension brusque ou en échelon, l'éclairement formé par ce projecteur varie suivant une fonction qui est de la forme : E (t) = E1 + (E2 - E1) (1 - e - dans laquelle t est la constante de temps du projecteur, E1 l'éclairement avant l'application de l'échelon de tension, et E2 l'éclairement obtenu après un certain temps après équilibre quand t est très supérieur à t Le circuit illustré sur la figure 5 permet d'obtenir pour une certaine valeur de tension appliquée à son entrée 4, 5, une valeur de tension en sortie inversement proportionnel à 1 + RC. En se reportant à la figure 1 et en prenant C la transformée de Laplace p de la tension de commande V tv D la fonction de transfert de la correction p dynamique définie ci-dessus, S la fonction de transfert de l'ensemble du p correcteur statique 10 et du transformateur 7, P la fonction de transfert du p projecteur, E la transformée de Laplace de l'éclairement du projecteur, V p p la transformée de Laplace de la tension obtenue à la sortie du correcteur dynamique 10 et W la transformée de Laplace en puissance électrique appliquée p au projecteur, les équations suivantes sont vérifiées ainsi si on prend t = RC, K étant alors une constante, ce qui démontre que l'éclairement fourni par le projecteur est proportionnel à la tension de commande appliquée aux entrées 4 et 5. Bien entendu, il existe des projecteurs de différentes puissances. Par contre, la constante de temps de chaque projecteur est très sensiblement la même pour les projecteurs de même puissance. Dans un théâtre ou autre lieu de spectacle, il existe des projecteurs de différentes puissances. Le mode de réalisation du dispositif illustré sur la figure 6 est adapté pour fonctionner quelle que soit la puissance du projecteur utilisé. Pour cela, il est prévu plusieurs transducteurs de correction 62, 63, 64 65 comme le transducteur 9 en parallèle et reliés à l'entrée du transformateur 7 respectivement par des interrupteurs commandables 66, 67, 68 et 69 comme par exemple des relais. Pour commander les bobines 70, 71, 72 et 73 de ces relais, le dispositif comporte des moyens pour commander le relais qui doit connecter le transducteur de correction adapté au projecteur 6 utilisé. Une borne de chaque bobine est reliée à une borne d'une source d'énergie électrique, tandis que l'autre borne est reliée à une logique d'adressage comportant par exemple quatre portes NAND 74, 75, 76 et 77. La sortie de la porte NAND 74 est reliée à deux prises 78 et 79 du type male femelle réalisées dans les moyens de connexion 8 du projecteur 6 avec le transformateur 7. Les autres portes NAND 75, 76 et 77 sont reliées aussi à ces deux prises 78 et 79 à travers les deux inverseurs 80, 81 comme montré sur la figure 6. Les moyens de connexion 8 comprennent aussi une troisième prise 82 qui est reliée à la deuxième borne de la source d'énergie électrique mentionnée ci-dessus permettant d'alimenter les bobines des relais. Ainsi, les bornes 83, 84, 85 de ces prises 78, 79, 82 non connectées avec les portes NAND, peuvent être reliées de différentes façon pour comman- der l'interrupteur en série avec le transducteur adapté avec le projecteur 6 utilisé. Pour que le transducteur de correction soit parfaitement adapté au type de projecteur utilisé, il suffira pour le projecteur comprenant ce type de prise, de relier les bornes 83, 84, 85 de façon à ce que seul l'interrupteur placé à la sortie du transducteur de correction soit commandé. A titre d'exemple, si le transducteur de correction 63 est adapté à un projecteur de 1000 W, dans les moyens de correction du projecteur de cette puissance, il sera nécessaire de relier électriquement entre elles les bornes 83 et 84. Ces deux bornes étant reliées de cette façon, il est facile de voir que, uniquement sur les deux entrées de la porte NAND 75, sont appliqués des signaux logiques O (suivant la désignation conventionnelle) et que seul l'interrupteur 67 sera fermé, et donc seul le transducteur 63 sera relié à l'entrée du transformateur 7 pour commander le projecteur 6. REVENDICATIONS 1). Dispositif permettant de délivrer un faisceau lumineux commandé par un signal de commande pouvant prendre différentes valeurs determinées, caractérisé par le fait qu'il comprend : un transformateur délivrant à sa sortie un signal de puissance proportionnel à un signal donné appliqué à son entrée, au moins un projecteur lumineux, des moyens pour connecter la sortie dudit transformateur aux bornes d'entrée dudit projecteur, et un transducteur de correction pour fournir à partir dudit signal de commande un signal transformé fonction des caractéristiques dudit projecteur, ledit signal transformé appliqué au dit projecteur à travers ledit travers ledit transformateur, permettant à ce dit projecteur de délivrer un flux lumineux proportionnel au dit signal de commande. 2). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit transducteur comporte un correcteur statique apte à délivrer à sa sortie, en fonction d'un signal appliqué à son entrée, un signal correspondant déduit de la loi d'éclairement du projecteur en fonction de sa tension de commande de façon que pour une variation linéaire du signal à l'entrée, du dit correcteur statique les variations d'éclairement du projecteur correspondantes soient sensiblement linéaires. 3). Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que ledit correcteur statique comporte au moins une résistance en série avec une source de tension déclenchable. 4). Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que ladite source de tension déclenchable est constituée par un transistor dont la tension de la base est commandée par la tension obtenue à l'émetteur d'un autre transistor polarisé par une source de tension déterminée. 5). Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que ledit transducteur comporte en outre un correcteur dynamique comprenant au moins un circuit constitué d'une résistance et d'une capacité dont la valeur de la constante de temps est sensiblement égaie à la constante de temps thermique du dit projecteur. 6). Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte à la sortie du dit transducteur un interrupteur commandable et des moyens de commande du dit interrupteur. 7). Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande comportent des prises de connexion avec une source d'énergie électrique. 8). Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par le fait que lesdites prises de connexion sont situées dans les moyens pour connecter la sortie dudit transformateur aux bornes d'entrée dudit projecteur.