Brevet FR2418102A1 — publié le 19790921

La présente invention concerne un dispositif de projection de motifs mobiles de lumière dispersée, pour produire des effets de décoration lumineuse sur des surfaces telles que par exemple des murs ou des voiles formant écrans. On connait déjà un appareil de projection de lumière dispersée utilisant des réseaux de diffraction par la demande de brevet de Jean-Pier re Laudes déposé à Paris le 4/8/I976 sous le nO 76.23,783. M-aiss ce d-spo- site9 ne donne que des projections fixes Le dispositif objet de l'invention permet la projection de spectres mobiles, ajoutant un élément supplémentaire décoratif. Le dispositif comporte un ou de préférence plusieurs réseaux de diffraction montés sur un plateau mobile ( par exemple mouvement du type tourne-disque), éclairés par une ou plusieurs sources lumineuses polychromatiques éclairant le plateau sous différents angles. L'appareil objet de l'invention et les conditions requises pour cbtenir les meilleures conditions d'utilisstion vont maintenant entre décrits de façon plus détaillée, se référant aux dessins annexés. La figure I est une vue d'ensemble simplifiée d'un appareil réalisé selon 1 'invention. La figure 2 représente un autre exemple de réalisation dans lequel les objectifs des projecteurs sont remplacés par une lentille unique. La figure 3 représente un troisième exemple de réalisation utilisant des réseaux concaves. Dans l'exemple de réalisation représenté de façon simplifiée à la figure I, l'appareil comporte un socle 4 supportant plusieurs projet eurs de lumière parallèle 3 et plusieurs petits réseaux plans I montés sur un plateau rotatif 2. Les traits des réseaux sont orientés de manière à ce que chacun fasse avec le suivant de préférence un certain angle. Chacun des projecteur sera par exemple constitué par une ampoule basse tension au foyer d'un objectif ou d'un condenseur. La lampe peut dans ce cas être munie d'un réflecteur arrière. La largeur angulaire apparente de chacune des sources lumineuses doit autre suffisamment petite par rapport à l'angle de dispersion des réseaux, afin que les couleurs projetées soient suffisamment pures et que, d'autre part, les taches lumineuses provenant des différents réseaux et des différentes sources soient bien séparées en projection ( pour des réseaux usuels, I/IO de radian serait adéquat). L'ensemble des réseaux pourra, par exemple, vitre protégé de la poussière et des pollutions extérieures par une cloche transparente placée sur le plateau (voir figure I, 5). Un projecteur donné éclairant l'ensemble des réseaux projette par réflexion directe sur la surface de chacun des réseaux une image non dispersée dans la direction de réflexion normale (loi de Dcscartes) et plusieurs images colorées correspondant chacune à un ordre de diffraction. Si les surfaces des réseaux sont parallèles entre elles et perpen diculaires à l'ax de rotation, les images non dispersées sont immobiles dans la rotation. Les spectres de chacun des réseaux, ctest-à-dire les images colorées, sont projetées selon les lois de la diffraction conique. Âu cours de la rotation, ils tournent autour de la direction de réflexion normale. Â chaque projecteur correspond un centre de rotation différent on aura donc un ensemble de taches lumineuses colorées mobiles autour des différents centres de rotation, et s'entre-croisant lors de la rotation du plateau qui porte les réseaux. On peut juger intéressant de placer les réseaux de façon à ce que la normale au réseau fasse un petit angle par rapport à l'axe de rotation Cet angle peut âtre différent pour chacun des réseaux. Alors, les taches blanches elles--$mes deviennent mobiles, ajoutant un effet supplémentaire. Bien entendu, l'invention ntest pas strictement limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple, mais elle couvre égale ment les réalisations qui n'en différeraient que par des détails, par des variations d'exécution ou par l'utilisation de moyens équivalents. ainsi, l'aspect général de l'appareil représenté à la figure I n'est qu'un exes- ple simplifié de réalisation. Ainsi, notons par exemple que l'on peut utiliser à la place des projecteurs de la figure I, une lampe basse tension avec réflecteur parabolique incorporé. On peut aussi employer tout autre type de lampe permettant de produire un faisceau adéquat, par exemple : un laser ou un proåect- eur à arc du type de ceux utilisés dans les théâtres. Dans le cas de l'uti lisation du laser, il sera généralement nécessaire de dilater le faisceau à l'aide d'un télescope afin de couvrir tous les réseau. On a représentbr un ensemble mono-bloc, où plateau tournant et projecteurs sont sur un même socle. Bien entendu, les projecteurs pourront être éloignés du plateau tournant, par exemple fixés à partir des murs de la salle de projection. On peut remplacer le plateau tournant par un plateau oscillant. On aurait pu remplacer les réseaux par réflexion donnés en exemple, par des réseaux par transmission. On aurait alors un effet analogue, les spectres tournant autour de la direction de réfraction à travers le réseau parallèle à la direction incidente Dans l'exemple de la figure 2, l'ensemble des objectifs de projection de l'exemple représenté figure I est remplacé par un objectif unique 7 couvrant ltenseuble des réseaux et tel que les sources 6 soient conju- guées optiques du plan de projection IO à travers le système objectifréseaux. Dans le cas où le plan de projection est à une distance grande par rapport à la focale f de l'objectif, que le plan des réseaux est à une distance petite par rapport à cette focale, les sources devront store approximativement situés dans un plan parallèle à la lentille située à une distance d'environ f/2 dans l'approximation de Gauss. Les sources seront par exemple placées au fond d'un boîtier faisant écran pour les rayons pouvant arriver directement sur la surface de projection. Dans la figure 3, Il désigne des réseaux concaves, I2 et l3 iceux des sources, 0 I II les ordres o let 2 donnés sur l'un des réseaux par la source SS O I' Il' les ordres volet 2 donnés sur le meme réseau par la source S'. La position des sources S et S' par rapport aux réseaux est telle que l'ordre 0, c'est à dire la réflexion normale sur le réseau assimilé alors à un miroir concave se forme au voisinage de la surface de project- ion. Afin d'éviter de parasiter le phénomène lumineux par la lumière issue directement de la source, les sources doivent être placées au fond d'un boîtier faisant écran pour les rayons pouvant arriver directement sur la surface de projection. Dans tous les cas, on peut utiliser à la place de plusieurs réseaux séparés, un support unique sur lequel est gravé l'ensemble des réseaux, ceci peut être obtenu par exemple par holographie en utilisant des expositions successives dans un champ de franges d'interférence produites par deux ondes cohérentes entre-elles. On pourrait aussi réaliser ce réseau multiple, en gravant successivement sur un même support dans une couche d'aluminium ou d'or, un ensemble de réseaux dont les directions de traits seraient décalées les unes par rapport aux autres. Le procédé de fabrication de ce réseau multiple ne se limite pas à ces deux exemples de réalisation, on peut imaginer d'autres procédés. Ce réseau mono-bloc est d'ailleurs particulièrement intéressant dans le cas d'utilisation avec un laser : il permet d'utiliser un support de réseau très petit, le faisceau laser n'aura pas alors à être dilaté. Le mouvement relatif source-réseaux peut aussi être évidemment obtenu en éclairant les réseaux restant fixes à l'aide de sources mobiles REVENDICATIONS I.- Dispositif de projection de spectres mobiles, caractérisé en ce qu'il colporte - un support pour au moins un réseau de diffraction - au moins une source de lumière dirigée vers le plateau et couvrant la totalité des réseau. - des moyens pour établir un mouvement relatif entre les sources et les réseaux déterminé de telle sorte qu'en toute position chaque source couvre toujours la totalité des réseaux. 2. Dispositif selon revendication I, caractérisé par le fait que le support des réseaux est un plateau mobile, les sources de lumière étant fixes. 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I ou 2 caracterisé par le fait que l'on utilise des réseaux plans et des projçct, ours à faisceau de sortie sensiblement parallèle. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I ou 2 caractérisé par le fait que l'on utilise des réseaux concaves de rayon de courbure déterminé pour former l'image des sources sur les surfaces de projection 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1,2,3 ou 4 dans lequel on utilise plusieurs réseaux, caractérisé par le fait que les réseaux ont des directions de traits différentes les unes des autres. 6.- Appareil selon l'une quelconque dos revendications 1,2,3,4 ou 5 caractérisé par le fait que l'on utilise plusieurs réseaux formés sur un même support et avec des directions de traits moyennes différentes. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1,2,3,5 ou 6 caractérisé par le fait que l'objectif unique est interposé entre les réseaux et les sources. 8.- Appareil selon l'une quelconque des revendications de I à 7, tel que la ou les sources de lumière sont des lasers.