Brevet FR2409529A1 — publié le 19790615

La présente invention est relative à un système destiné à modifier, et plus particulièrement à modeler ou à moduler un faisceau lumineux traversant un système optique. Il est parfois nécessaire de modifier, et plus particulièrement de moduler, un faisceau lumineux à l'intérieur d'un système optique. Ce cas se présente plus généralement avec un faisceau cylindrique traversant un système optique constitué d'une série de lentilles circulaires. Parmi les moyens actuellement utilisés à cet effet, le plus connu consiste à mettre en oeuvre des diaphragmes qui permettent d'obtenir des effets particuliers notamment en ce qui concerne la luminosité de faisceau sortant du système optique. On peut être amené, pour certaines applications, à rechercher -d'autres effets : notamment le réglage de la couleur dominante d'une source lumineuse servant à l'éclairage ou à la projection, et, le partage d'une partie de faisceau lumineux en zones dont le piqué (c'est-à-dire la netteté de l'image) et le flou sont dosés sans modifier la profondeur de champ de l'ouverture de diaphragme retenue. Ces effets sont particulièrement difficiles à obtenir. La présente invention se propose, en conséquence, d'apporter un système permettant d'obtenir ces effets avec facilité et à grande vitesse, si nécessaire, c'est-à-dire avec un temps de réponse très bref. Le système selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué d'une cellule à cristal liquide dont les électrodes constituent une série d'anneaux concentriques, chacun de ces anneaux étant commandé par un contact extérieur et indépendant, cette cellule étant interposée sur le trajet du faisceau lumineux à modifier. Le système selon l'invention, tel que défini ci-dessus, peut être conçu en vue d'obtenir des variations de luminosité et de dispersion de lumière ; dans cette application, ladite cellule à cristal liquide est une cellule à diffusion dynamique. Si le système selon l'invention est utilisé en vue d'obtenir une obturation totale de la lumière traversant un ou plusieurs des- anneaux, ladite cellule est une cellule à polarisation circulaire. Selon une caractéristique de cette invention, on peut prévoir un filtre coloré placé sur la cellule, ce filtre coloré étant conçu de telle façon que des zones de couleurs différentes soient situées en regard de chaque anneau de la cellule. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé dont la figure unique est une vue en plan d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention. En se référant à la figure, on voit que le système selon l'invention se compose d'une cellule qui se présente sous la forme d'une plaque 10, constituée de préférence de deux lames transparentes juxtaposées, par exemple en verre, entre lesquelles est placée une couche mince d'un cristal liquide choisi en fonction de l'effet recherché. Cette cellule 10 comporte une série d'électrodes 12, 14, 16 en forme d'anneaux concentriques, réalisés par exemple à l'aide d'un procédé de métallisation sous vide, ces anneaux étant séparés les uns des autres, ainsi qu'on peut le voir sur le dessin. Chacun des anneaux concentriques 12, 14, 16 est commandé par un contact extérieur indépendant 13, 15, 17 respectivement. Ainsi qu'on l'a indiqué ci-dessus la cellule est remplie d'une phase de cristal liquide appropriée aux effets recherchés - Si l'on veut obtenir des variations de luminosité et de dispersion on utilisera un cristal liquide à diffusion dynamique - si l'on veut obtenir une obturation totale de lumière polarisée traversant tel ou tel anneau, on utilisera un cristal liquide à polarisation circulaire. On conçoit, qu'avec un tel système, lorsqu'on applique une tension à une ou plusieurs des électrodes annulaires 12, 14 et 16, la lumière est soit obturée soit diffusée dans la zone (anneau) contrôlée. Il en résulte une modulation ou un modelage des zones concentriques de faisceau lumineux. Dans le dispositif ainsi décrit, c'est simplement une partie du faisceau servant à former l'image, qui perd du stigmatisme en raison de l'effet de diffusion provoqué par la traversée du cristal liquide placé entre les deux anneaux sous tension. L'effet sera plus ou moins fondu suivant la position de la cellule, sur l'axe optique du système, par rapport aux moyens et aux centres des lentilles du système optique. Selon l'invention, on peut superposer, à la cellule 10, un filtre coloré (non représenté) réalisé de telle façon que des zones de couleurs différentes puissent être positionnées en re gard de chaque anneau de la cellule. Si, comme représenté au dessin à titre d'exemple non limitatif, la cellule comporte un disque central 12 et deux anneaux (électrodes) concentriques, dessinés de telle façon que la surface respective de chaque partie soit proportionnée au coefficient de luminosité retenu pour la couleur de cette partie et, si chacune des trois couleurs choisies par le filtre constituent une primaire d'un système trichromique, il devient alors possible, grâce aux électrodes de régler la couleur du faisceau lumineux traversant la cellule, ce qui constitue une synthèse additive de couleurs. Etant donné que les propriétés optiques des cristaux liquides varient de manière continue pour des intervalles de tensions électriques bien définis, on peut obtenir une commande précise de l'action et un contrôle de l'effet réalisé. Parmi les applications du système selon l'invention on peut mentionner - la réalisation de -diaphragmes de faisceaux lumineux pour effets spéciaux, - la réalisation de diaphragmes d'objectifs d'appareils optiques (notamment åumelles) et d'appareils photographiques, - la réalisation de lunettes contre l'éblouissement, et pour des emplois ophtalmologiques, - la synthèse additive de couleurs (synthèse trichrome), - l'ajustement de la température de couleur d'un faisceau lumineux, - la réalisation de dispositifs de fondu renchaîné, - l'obtention de piqué et de flou dosés (flou et piquage artistique du grain d'image) : superposition d'images nettes et d'images diffusées, - l'obtention d'effets artistiques différents de ceux obtenus par les diaphragmes classiques. Bien entendu, cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, ni aux applications mentionnées ci-dessus, mais elle en englobe toutes les variantes. REYENDICAtIONS 1.- Système destiné à moduler ou à modifier un faisceau lumineux traversant un système optique, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une cellule à cristal liquide dont les électrodes constituent une série d'anneaux concentriques, chacun de ces anneaux étant commandé par un contact externe et indépendant, ladite cellule étant interposée sur le trajet du faisceau lumineux à modifier. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que en vue d'obtenir des variations de luminosité et de dispersion de lumière, ladite cellule est une cellule à diffusion dynamique. 3.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en vue d'obtenir une obstruction totale de la lumière traversant un ou plusieurs des anneaux, ladite cellule est une cellule à polarisation circulaire. 4.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un filtre coloré conçu de façon que des zones de couleurs différentes soient situées en regard de chaque anneau de la cellule.