Brevet FR2470423A1 — publié le 19810529

La présente invention s'applique principalement à la réalisation de plans ou de volumes changeant de couleurs à volonté dans le temps,destinés à la décoration,la publicité,l'affichage d'informations. On connait une première famille de procédés caractérisée par l'observation directe à distance convenable de petits points dans les trois couleurs fon- A damentales bleue,verte et rouge,variant de luminosité:télévision couleur, panneaux publicitaires composés de petite lampes groupées,panneaux d'in- formation recouverts d'un réseau de filtres de couleurs.On connaît par ail- leurs une seconde famille de procédés caractérisée par l'observation d'une surface ou d'un volume diffusants derrière laquelle ou à l'intérieur du- quel se trouvent des photophores bleus verts et rouges dont la luminosité varie:enseignes lumineuses surtout.le défaut essentiel de cette seconde famille de procédés est la faible saturation des couleurs,surtout celle des couleurs froides. La présente invention,proche de cette seconde famille,permet d'obtenir une plus grande variété de teintes,de clartés,de meilleures saturations et ceci durablement,par l'usage de filtres non soumis à un échauffement exces- sif,avec plus de fiabilité,par l'emploi de sources de lumière blanche éprou- vées et non par l'usage de lampes de fantaisie.Dans cette invention,la pré- sentation de l'objet éteint,les effets peuvent être éventuellement améliorés par la fabrication décrite de surfaces tantôt diffusantes, tant6t miroir.Cet ensemble permet la fabrication d'objets lumineux changeant de couleurs d'une qualité auparavant inconnue,pour la publicité sur le lieu de vente,l'ameu- blement,la décoration des locaux publics,l'art cinétique. L'invention a pour objet un dispositif permettant d'obtenir des images lu- min-uses polychromes,caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément émetteur de faisceau lumineux de couleurs,au moins un volume constituant une zone de mélange des dits faisceaux,et au moins une paroi- diffusante sur laquelle se forme l'image observée;l'émetteur de faisceaux lumineux est cons- titué d'une enceinte contenant des sources lumineuses de puissances éventuel- lement variables indépendemment dans le temps,enceinte dont au moins une paroi est un filtre de différentes couleurs,dans un dessin délimitant des zo- nes de couleurs différentes élairées chacune respectivement par l'une des sources de lumière;cet émetteur de faisceaux lumineux de couleurs est associé à une seconde enceinte possédant au moins une paroi diffusante sur laquelle -2- se forme l'image observ6ele volume délimité entre l'émetteur et les parois de la seconde enceinte constituant au moins une zone de mélange des fais- ceaux lumineux de couleurs.Il est particulièrement souhaitable de proje- ter des images de filtre dans les trois couleurs primaires bleue,verte et rouge. Le dispos-tif le plus simple selon l'invention.est essentiellement caracté- risé en ce qu'il comporte une chambre lumineuse composée de plusieurs sour- ces de lumière blanche de puissance variant dans le temps,ou ajustables séparément,suivant plusieurs réseaux electriques indépendants,de façon à constituer des zones de luminositédifférentes,cette chambre lumineuse étant recouverte d'un filtre dans les trois couleurs fondamentales dans un dessin tel que chaque couleur est éclairée par l'une des sources lumineuses, cet émetteur de faisceaux colorés étant observée à travers un plan ou volume diffusant situé à une distance permettant un bon mélange des faisceaux,et constitue le volume ici unique de mélange des faisceaux, sans action parasite de rayons lumineux ne provenant pas de l'émetteur de faisceaux colorés.Pour constituer un volume changeant de couleurs,on peut utiliser diverses sources de lumière blanche d'intensités contrblées, incluses dans une enceinte dont plusieurs parois sont des filtres dans les trois coOleurs fondamentales,une même lampe pouvant éclairer sur différentes parois différentes couleurs.Ce volume émetteur de faisceaux lumineux est inclus dans un second volume compo- sé au moins en partie de matière translucide diffusante,l 'espace entre ces deux volumes constituant le volume de mélange des faisceaux colorés. Dans ce second cas,on observe difffrente couleur sur le second volume correspondant aux dessins et couleurs des parois de l'émetteur inclus. Pour obtenir sur la surface ou le volume diffusant des couleurs bien délimitées,il est nécessaire d'établir des volumes séparés de mélange des faisceaux entre l'émetteur et le diffusant,par exemple,si leurs faces sont parallèles,en cloisonnant entre les surfaces du filtre et du volume diffusant.La disposition et la nature des sources lumineuses détermine la meilleure disposition des filtres trichromes: un motif en "nid d'abeilles",avec alternance des couleurs et éclairage vers le centre des hexagones à deux centimètre en arrière-donne les meilleurs résultats pour des source incandescentes ponctuelles;il est avantageux d'uti- liser des vernis haute température transparents sur une surface en verre sable s e pour ne pas retrouver de.,tfortes disparité de luminosité dOs au filaments sur la surface diffusante.Si des tubes fluorescents sont utilisés,une autre confi- -2- guration peut-être préfêrable,par exemple une suite de rectangles allongés lumière divisant en plusieurs couleurs primaires la / transmise par un tube blanc.Un métal réfléchissant bien la lumière est utile dans les parties ni translucides ni co rées du montage. La matière translucide non éclairées peut ne pas être très décorative. L:lin- vention apporte une solution qui élargit considérablement les cas o un vo- lume changeant de couleurs peut être utilisé:ameublement,décoration par exemple;on peut se contenter d'éclairer par la tranche une plaque transpa- rente qui a reçu par sablage des inscriptions ou par sérigraphie des inscri- ptions colorées.Les sources éclairent des filtres fixés sur le chant,le volu- me transparent d'indice différent de l'air constitue le volume unique ou multiple de mélange des faisceaux colorés,la diffusion des couleurs se fait sur les sablages et les inscriptions sérigraphiques de couleur qui agissent comme des filtres soustractifs.Mais la solution principale proposée consiste à ajouter un miroir sans tain à la surface diffusante:suivant la qualité de surface désirée,on emploiera par exemple un film métalloplastique utilisé en général dans l'isolation thermique des immeubles ayant de grandes surfa-.- ces vitrées.Ce film est collé sur une plaque transparente,puis peint unifor- mément en blanc,ce qui constitue,lorsque la plaque est fixée,film du côté de l'émetteur de faisceaux colorés et face transparente vers l'observateur, une surface miroir lorsque l'émetteur est éteint et color/e lorsqu'il fonc- tionne,avec perte de certaines couleurs par l'effet soustractif du bleu contenu dans le film,mais amélioration d'autres couleurs.Il est parfois in- téressant de czéer des zones simplement diffusantes sur des plaques de ce type,par exemple en découpant des motifs dans le film avant de l'appli- quer puis de peindre l'ensemble;on obtient ainsi des surfaces blanches lorsque l'émetteur de faisceaux colorés est éteint,qui prennent des cou. leurs différentes des surfaces miroir lorsqu'il fonctionne.Pour des tra- vaux de qualité,on emploiera un miroir sans tain en verre associé aux surfaces diffusantes.On peut réaliser ainsi une série de surfaces ou de volumes qui se comportent soit comme des miroirs,soit comme des objets lu- mineux de couleurs éventuellement variables.Ils peuvent être les éléments de base de constructions complexes,entiètement colorées à un momment,par- tiellement à un autre,avec réfléchissement des éléments colorés dans ceux qui sont éteints;il est particulièrement d'observer ces constructions der- rière des volumes transparents ou miroir sans tain,pour obtenir à la fois des effets de profondeur iorsque l'objet est allumé,et une meilleure unité _4_ lorsque la construction est éteinte.Dans tous les dispositifs ci-dessus, il est intéressant de faire varier doucement les sources lumineuses selon trois rhytmes différents au moins.Le dispositif décrit par la suite rem- place avantageusement les modulateurs et clignoteurs courants. L'invention sera mieux comprise dans ses différents dispositifs par la des- cription de quelques modes de réalisation,en référance aux quatres planches annexées. Figure 1,planche 1/4:C'est le dispositif le plus simple selon l'invention; dans cette construction,un casier en métal réfléchissant de 0,60xO,40m et 0,40 m de hauteur constitue l'armature de l'ensemble (1).Sur le fond (2) sont installées une dizaine de lampes incandescentes (3) (ici de 220volts, watts et 45 mm de diamiè-re),reliées à un générateur (4)qui fait varier leur éclairages selon trois rhytmes différents au moins,deux lampes conti- gues ne variant pas au même rhytme.Ce générateur peut tre celui décrit en figure 11,planche 4/4;0n remarque une plaque de verre sablé (5) paral- lèle au fond,à douze centimètre de celui-ci,qui a reçu un motif en nid d'a- beilles dans les trois couleurs alternées verte bleue et rouge primaires mieux décrit figure 10;chacun de ces hexagones,de 14cms environ de diamètre, est éclairé en son centre par l'une des ampoules située à un centimètre en- viron au-dessous de la plaque 5.Pour obtenir à un moment donné une couleur non uniforme sur la plaque translucide et diffusante 6 qui clot le casier, il est nécessaire d'éclairer les hexagones de même- couleuz par des sources lumineuses s'éclairait par des rhytmes différents,suivant les arrangements de filtres contigus.Le volume de mélange des faisceaux colorés est situé entre la plaque (6) et la surface de l'émetteur de faisceaux lumineux: il a ici une hauteur d'environ 25 cms (volume 7). Figure 2,plancbe 1/4.L'émetteur de faisceaux lumineux colorés est ici un volume.Les sources lumineuses sont incluses dans une enceinte dont les parois (8) sont peints de vernis rouges (9)bleus (11) et verts(10).On consta- te qu'une même source peut éclairer deux filtres de couleurs différentes au moins:la lampe 12 éclaire une bande verte (11) et une bande rouge (9).Le volu- me lumineux émet des faisceaux colorés qui se diffusent sur les faces trans- lucides du parallépipède (13),o s'observent des couleurs différectes.Le vo- lume de mélange des faisceaux lumineux est ici l'espace entre l'émetteur et le parallépipède diffusant qui l'inclut;les sources lumineuses varie égale-l' ment suivant plusieurs rhytmes. -5- Figure 3,planche 1/4;C'est le dispositif de la figure 1 avec deux modifica- tions:une plaque de métal réfléchissant (14) établit deux volumes indépen- dants (15) et (16) qui sont deux zones indépendantes de mélange des fisceaux lumineux provenant de l'émetteur. Le diffusant esz ici un volume. L'observateur voit deux volumes bien distincts (17) et (18) qui changent dans deux couleurs différentes à chaque.instant. Figure 4,planche 2/4;La plaque transparente assez épaisse (19) constitue ici le volume de mélange des faisceaux de couleurs.Elle est fixée sur le socle (20) qui contient des sources lumineuses 21 variant indépendemment,qui éclai- rent des filtres-bleus verts et rouges (22,23,24),l'ensemble constituant 1/ ' l'émetteur de faisceaux lumineux.La plaque est écairée de chant,et possède un motif effectué par sablage (25) et une impression rouge (26),qui permet- tent aux rayons inclus dans la plaque d'indice différent de l'air de sortir de la plaque,et jouent donc le r8le de diffusant.On voit apparaître des couleurs mélangées sur le motif 25 et différents rouges en 26. Figure 5,planche 2/4:Elle montre la fabrication d'une surface miroir sans tain et diffusante;la plaque transparente 27 reçoit sur toute sa surface par collage un film métalloplastique prévu pour l'isolation solaire (28) qui comporte un motif découpé (29).Puis l'ensemble est peint du côté du film par une diffusion de peinture blanche (30).Vue du coté qui n'a pas reçu le film puis la peinture,la plaque est miroir sans tain et diffusant sauf à l'endroit du motif qui est diffusant seul. Si cette plaque est fixée à la place de la plaque translucide 6 dans le montage de la figure R,cité du film vers l'émetteur de faisceaux colorés,on obtient in motif coloré 29 qui change dans des couleurs plus franches et lumineuses que la surface qui forme miroir lorsque l'objet est éteint.Ceci est suscep- tible de nombreuses réalisations publicitaires et décoratives. La figure 6,plamche 2/4 montre la disposition relative des objets pour l'observateur (55):au 'premier plan le miroir sans tain 31,assemblé sur toute sa surface au diffusant 32,1es filtres sont derrière la zone de mélange de couleurs,en (33),derrière lesquels sont les sources lumin- euses (34). La figure 7,planche 2/4 montre deux volumes qui se comportent indépendem- ment comme des miroirs puis comme des objets lumineux changeant de couleurs. Sur la plaque métallique 35 sont fixées des sources (36) commandées par deux modulateurs trois voies (56) et (57),de façon à commander indépendemment, grâce à un cloisonnement au dessus du filtre 38,deux zones de mélanges des faisceaux indépendantes (39) et (40),qui éclairent l'une le parallépipède en saillie (41) et l'autre le plan (42) qui l'entoure en retrait.Il faut noter que le parallépipède (41) ne possède que les cinq faces en saillie, le fon/est supprimé pour permettre un éclairage direct par les faisceaux mélangés en 39.11 est diffusant et miroir,sauf sur le motif 43,translucide seulement (le mode de réalisation est détaillé ci-dessus).Le cadre 42 est translucide-miroir.Lorsq'ie le générateur trois voies qui commande la zone est éteint,la surface 42 est un miroir o se reflète le volume 41;l'ins- tant d'après toute la contruction peut être illuminée. le motif 43 apparaît dans d'autres couleurs que 42 ou 41,car il n'y a pas effet soustractif du miroir sans tain. La figure 8 et la figure 9 montre deux aspects d'une réalisation concrète d'une table basse avec changement de couleurs,effets miroirs et de profon- deurs.Derrière un miroir sans tain en tout ou partie 44,qui constitue la surface supérieure du montage se réfléchissent à l'infini deux volumes colo- rés cLangeant 45 et 46 dans la surface miroir 47,qui peut devenir colorée et profondeur supprimer l'effet de - /.On reconnait le fond métallique réfléchissant 48, 48,les sources de lumière 49,la plaque de filtre 50, deux caches métalliques 51 et 52 pour créer au dessus de l'émetteur de faisceaux lumineux trois volumes de mélange de faisceaux lumineux affectés à 45,46 et 47.Au dessus de 47,la plaque de surface 44 peut être transparente et non plus miroir com- me au dessus de 46 et 45 pour éviter de perdre trop de lumière.les faces 53 se et 54 peuvent alors être translucide et miroir,elles. reflètent comme dans le cas de la figure 7 dans le miroir 47,par commande indépendante des lampes situées dans les trois zones de faisceaux délimitées.On a créé des bandes traslucides et miroir (55) pour améliorer l'effet obtenu. La figure 9,planche 3/4,montre l'effet réalisé par le montage de la figure8, lorsque la table est éteinte,elle appara t sur toute sa surface comme un miroir,lorsqu 'elle fonctionne on voit des changements de couleurs sur 46 et 47 et 45;lorsque le miroir47 est éteint,réfléchissement de 53 et 54 (pro- fondeur);lorsque 45 et 46 sont éteints,réfléchissement de 47 dans 53 et 54. La figure 10,planche 3/4 précise une configuration souhaitable de filtre trichrome et la disposition relative des lampes et leur alimentation.Le mo - tif est sensiblement un nid d'abeille,sur lequel on voit des filtres de couleur bleue (59) qui sont les numéros 62,67,68,rou;e (61) correspondant aux zones 63,69,65 et verte (60) correspondant enfin à 64,66 et 70; -7- On remarque que deux zones._ntigugs n'ont jamais la même couleur,ce qui permet un meilleur mélange des couleurs.Ces zones sont éclairées juste en -dessous par des lampes ici incandescentes,de façon à éviter trop de projection d'une même couleur à un moment donné,c'est à dire qu'autanz que possible un même bra-chement sur par exemple trois réseaux disponibles ne doit pas se retrouver sur les même couleurs de groupes bleu-vert-rz-ge proches.Par exemple,si entre un point commun C et trois bornes A,B,etoC existent respectivement trois différences de potentiel a, b,c,on essaiera i d'en utilser deux autres,e et d,que l'on trouvera entre les bornes A et B et B et C par exemple.De cette façon,on alimentera ici 63 et 68 par a, 62 et 70TO par b, 64,65 et 69 par c,66 par d et 67 par e; on remarque que si les lampes correspondant à un filtre rouge 69 et 65 varient au même rhytme (même réseau),l'effet défavorable est supprimé par là branchement différente des lampes alimentant les couleurs contiguës. Figure 11,planchle 4/4;Il est nécessaire de créer un variateur trois voies, allumant et éteignant progressivement trois voies de lampes (ou plus par jeux de branchement).Le shéma donné correspond à un variateur parfaitement adapté et étudié pour l'invention.L'originalité de fonctionnement de ce variateur consiste dans le fait qu'il n'y a ni relaxateur ni multivibrateur mais que la tension de courant de la gachette du triac (94) est commandée par la tension du triac (95),entre le point (73) et la masse (96),1a tension du courant de la gachette du triac (95) par celle du triac (80) entre le point (74) et la masse,la tension de la gachette du triac (80) par celle du triac (94),entre le point.72 et la masse;la constante de temps est donnée par la constante RC alimentant des diodes LED (émetzrice/de lumière) qui sont chacune dans un boîtier clos qui contient une photo résistance dans le circuit de chaque diac commandant chaque triac.Voici la nature des composants utilisés pour ce montage (il s'agit du même circuit trois fois répété):(80)=triac 10 amp 600 volts,BT 138;82=diac;90=diode alimentation BYX 10 (respecter le branchement);86 =photorésistance 0 à 220 Kohms;87 LED; 77:self antiparasitage;75:fusible 1 à 5 amp;76:interrupteur unipolaire; Résistances 1/2 Watt:78:100 ohms,S3,100 k.o.,81,470k.o-, 86 et 91,10k.o. 83,100k.o.,93,680 o.;résistance 2 Watts,89,22 k.o.;résistance ajustable 92,de 4,7 K.o;Condensateurs chimiques 88,220 microfarads,63 v.;codensat. fixe 600 volts,O,1 microfarad3,numéros 79,84,85.Une tension alternative de 220 volts 50 Hz est appliquée entre 70 et 71,on ajuste les trois résistances 92,pour obtenir des variations de tension entre 70,72,73,74. La ?réser.te invention permet d'obtenir des couleurs lumineuses dans des teintes,des clartés,des saturations incon.ues dans l'îtat actuel de la technique;ce progrès est dû surtout au meilleur filtrage des couleurs, qui él!mine mieux les couleurs indésirables qu'un vernis de lampe;on obtiem: davantage de couleurs avec le même nombre de sources lumineuses blanches qu'avec des sources de couleurs. Les couleurs se maintiennent, e&les ne sont pas échauffées.Les lampes blanches existent dans une grande variété de spécifications;Les différentes chambres de mélange,les diffé4 rents diffusants cités améliorent encore l'effet obtenu;la possibilité de jouer sur l'aspect à volonté miroir et volume lumineux coloré offre un nouveau champs à la confection des enseignes,des luminaires,de la dé- coration.Ces surfaces miroir ou couleurs donnent de nouvelles possibilité enfin à l'art cinétique. -9- R E V E N D I C A T I a N S 1)Dispositif permettant d'obtenir des images lumineuses polychromes par la méthode de l'addition des faisceaux colorés lumineux sur un diffusant, caractérisé en ce qu'il comporte d'abord au moins un élément émetteur de faisceaux lumineux de couleurs constitué d'une enceinte contenant plusieurs sources de lumières et dont au moins une paroi est un filtre présentant un dessin comportant plusieurs zones de couleurs différentes éclairées chacune une encenet^ par l'une des sources lumineuses,ensuite au moins oie de second type ne recevant de lumière que du ou des émetteurs et qui possède au moins une paroi diffusante sur laquelle s'observe de l'extérieur l'image recherchée, et enfin au moins un ou plusieurs volumes délimitant des zones de mélan- ges des faisceaux de couleurs allant du ou des émetteurs vers la ou les enceintes de second type. 2)Dispositif selon la revendication 1,caractérisé par la variation suivant au,oin émét au moins un rythme d'au moins une source lumineuse incluse oans/un mt- teur de faisceaux de couleurs,pour obtenir une image lumineuse colorée se modifiant dans le temps. 3)Dispositif selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que les cou- leurs du filtre sont les primaires bleue,verte et rouge,et en ce que les sources de lumières sont blanches. 4)Dispositif selon toutes les revendications ci-dessus,caractérisé en ce que la paroi de l'émetteur est un filtre en nid d'abeilles,dans lequel chaque hexagone,d'une couleur différente de celles des hexagones adjacents, est éclairé en son centre par l'une des sources lumineuses incluses dans l'enceinte de l'émetteurl'ensemble des sources lumineuses étant relié à au moins trois -réseaux d'alimentation distincts de façon pouvoir éclairer différemment tout groupe de trois hexageoes adjacents,le but recherché étant d'obtenir une image de couleur non uniforme. )Dispositif selon les revendications 1,2 ou 3,caractérisé en ce que l'é- metteur est constitué d'une enceinte contenant dans un plan des tubes lumi- neux parallèles,éclairant dans un plan parallèle une ou deux parois compor- tant un filtre dont le dessin est une suite de rectangle allongés de diffé- rentes couleurs,divisant la lumière blanche émise par chaque tube en diffé- rentes couleurs,les rectangles dans la perpendiculaire des tubes étant de couleurs alternées. 6)Dispositif selon les revendications ci-dessus,dans le cas o au moins un -1 C- REVEUDICATICNS(5CI7ú) un émetteur possède plus d'une paroi formant filtre,caractérisé en ce que au moins une source lumineuse éclaire sur une paroi une zone d'une couleur et sur une autre paroi une zone d'une autre couleur,pour obtenir des images différentes sur les surfaces diffusantes correspondantes. 7)Dispositif selon les revendications ci-dessus,caraciérisé en ce que l'émec- teur éclaire de chant une plaque ou autre volume transparent d'indice diffé- rent de l'air,qui joue le r8le de volume de mélange des faisceaux colorés, la diffusion des couleurs se faisant sur des inscriptions ou sablages blancs ou colorés effectués sur le volume transmaprent,ce dispositif pouvant être répété dans le même montage. 8)Dispositif selon les revendications ci-dessus,caractérisé en ce qu'un mi- roir sans tain est appliqué du côté de l'observateur sur au moins une paroi diffusante d'urne enceinte de second type,de façon à obtenir en cet endroit soit une image colorée lumineuse,soit un miroir,suivant soit l'allumage,soit l'extinction de l'émetteur de la zone de mélange de faisceaux correspondant à cette paroi.Si un motif de cette paroi n'est pas recouvert de miroir sans tain,il prend soit une couleur plus vive que le reste de la paroi,soit la couleur blanche,suivant l'état de l'émetteur. 9)Dispositif selon les revendications ci-dessus,caractérisé en ce qu'au moins un dispositif construit suivant les revendications ci-dessus se trouve pour l'observateur en saillie par rapport à un dispositif construit suivant la revendication 8,pour se refléter dans ce dernier lorsqu!il prend l'aspect miroir ou se détacher lorqu'il prend l'aspect coloré. )Dispositif selon la revendication 9,caractérisé par l'observation du dispositif décrit à travers un plan ou volume Transparent ou miroir sans tain,pour obtenir parfois des effets de profondeur dûs aux objets colorés lumineux observés entre le plan ou volume ajouté et les surfaces ou volu- mes décrits dans la revendication 8,lorqu'ils prennent l'aspect miroir. 11)Dispositif selon les revendications ci-dessus,caractérisé en ce qu'il est alienmoins -30 aliment par/un animateur trois voies dont l'originalité est dans le fait - qu'il n'existe ni relaxateur ni multivibrateur mais que la tension de courant de la gachette d'un triac T 1 est commandée par la tension du tiac T2,celle de la gachette de T2 par celle de T3,celle de la gachette de T3 par la tension de T1,la constante de temps étant donnée par la constante RC alimen- tant des diodes LED agissant sur des photos résistances dans les circuits des diacs alimentant les gachettes des triacs.