Brevet FR2546271A1 — publié le 19841123

La présente invention concerne un procédé pour la coloration d'un faisceau lumineux de lumière blanche et un dispositif pour la réalisation de ce procédé. Pour de nombreuses applications scientifiques, artistiques, industrielles, médicales, il est nécessaire de colorer un faisceau lumineux afin d'obtenir une couleur dans une gamme de longueur d'onde donnée. Le problème est d'obtenir la coloration de ce faisceau en continu avec toutes les couleurs désirées , à partir d'une source ayant un spectre étendu. Parmi les solutions actuelles à ce problème on peut citer le s suivante s - les systèmes qui interposent devant la source lumineuse ou devant le récepteur de lumière des ensembles mécaniques composes de filtres de différentes couleurs. Ces filtres agissent par tout ou rien et peuvent etre, ou non, superposés. On obtient ainsi des dispositifs qui permet tent d'obtenir un maximum de 5 à 6 couleurs si l'on veut ne pas dépars ser un encombrement acceptable et qui, de toute façon, ne permettent pas d'obtenir une variation continue.On est alors oblige de faire appel à plusieurs sources lumineuses dont on fait varier l'intensité lumineuse (cas des spectacles tels que théatres) - des dispositifs expérimentaux dont on décrira sommairement deux d'entre eux: l'un consiste à éclairer un point précis, tel qu'un objet, avec quatre projecteurs munis de filtres bleu, jaune, rouge, vert, et à faire varier l'intensité de chaque projecteur suivant des règles precises qui associent à une intensité des quatre sources donnes une couleur bien définie. Cette solution, intéressante sur le plan expérimental est peu applicable pratiquement. En effet, elle nécessite d'abord quatre sources et elle est donc economiquement chère et technique ment complexe.En outre, en dehors du point de focalisation des quatre sources, les quatre composantes apparaissent distinctement. Enfin, si l'objet bouge, tous les réglages sont à refaire. l'autre dispositif fait appel à une lampe spéciale à décharge dont le temps de réponse est très bref, c'est-à-dire dont l'intensité lumi neuse rayonnée ne présente pas d'inertie par rapport à la commande d'eclairement, ce qui n'est pas le cas avec une lampe à incandescen ce dont les filaments pressentent une inertie visible à l'oeil. On utilise le phénomène de persistance. des impressions rétiniermes pour dmet- tre pendant des périodes très courte s devant des filtres de couleur qui défilent devant la source en synchronisation avec l'intensité de celle-ci. En faisant varier le temps dléclairement devant chaque fil tre on obtient des couleurs variables.Ce dispositif est également pratiquement inutilisable parce que les sources qui présentent les caractéristiques requises sont limites à des puissances trop faibles et aussi parce que ltensemble représente des colts de fabrication qui demeurent très importants. Le procédé suivant l'invention appo/rte au problème consi déré une solution simple, efficace et peu coûteuse. Ce procédé consiste essentiellement à disposer sur le trajet d'un faisceau cohérent de lumière blanche, émis par une source telle qu'un projecteur par exemple, un diaphragme colore d'ouverture variable. En faisant varier l'ouverture du diaphragme, on obtient une tache lumineuse dont les dimensions restent constantes mais dont l'in tensité de colorant varie suivant le degré d'ouverture du diaphragme, avec une répartition régulière de la lumière dans la tache. - En interposant devant le faisceau lumineux une succession de diaphragmes constitués par des filtres colores, de façon à obtenir un mélange de couleurs, comme les filtres de couleront une bande passante relativement large, on obtient, par addition du filtrage, ltéquiva- lent d'un autre filtre. Comme le nombre de positions de chaque filtre peut etre extremement considérable, on obtient un nombre pratiquement illimité de combinaisons colorées. Le procédé suivant 17invention peut recevoir de nombreuses applications, parmi lesquelles on peut citer : dans le domaine du spectacle l'obtention de jeux et effets scéniques ; dans celui de l'industrie de la peinture et des colorants l'identification précise d'une couleur ; en médecine l'analyse de la sensibilité de l'oeil aux différentes couleurs ; en télévision la modification de la couleur de la lumière reçue par les caméras. Cette énumération de possibilités d'applications du procédé de l'invention n'est en aucune façon limitative. Le procédé suivant l'invention peut etre mis en oeuvre au moyen de dispositifs fort différents. Il peut, avantageusement, etre réalisé au moyen d'un dispositif, qui, conformément à l'invention comporte moins un diaphragme constitue par deux filtres colorés disposés symétri quernent par rapport au faisceau lumineux qu'il s'agit de colorer, sur lesquels agissent des moyens permettant leur déplacement réciproque pour leur faire occuper toute position réciproque quelconque voulue, à l'aide d'une commande directe ou programmée. Suivant une caractéristique de l'invention, les filtres sont soli daires de supports montés sur un chemin de roulement et entraidés en vue de leur déplacement réciproque, par tout moyen quelconque convena ble tel que cible ou vis sans fin, actionné par un moteur électrique ré versible à commande directe ou programmée. On a décrit ci-après quelques unes des formes possibles de réalisation de l'invention, étant bien précisé qu'il s'agit uniquement d'exemples non limitatifs et que toutes autres formes proportions et dispositions pourraient etre adoptes dans sortir du cadre de l'invention. Au cours de cette description1 on se réfère aux dessins ci-joints qui montrent Fig. 1 et 2 l'agencement du dispositif suivant l'invention dans deux formes de réalisation, Fig. 3 un dispositif suiyant l'invention, adapté à un projecteur classique, Fig. 4 à 8 des exemples de couleurs obtenues par application du pro cédé et au moyen de dispositifs suivant l'invention. Dans ce qui suit, il sera question de l'application de l'invention au domaine du spectable. Mais il doit être bien entendu qu'il ne s'agit là que d'une application possible à côté d'autres telles que celles signalées plus haut, de l'invention. Le diaphragme coloré,d 'ouverture variable, qui, suivant le procédé conforme à l'invention, doit etre disposé sur le trajet d'un faisceau de lumière blanche est, dans l'exemple traité essentiellement constitué de deux filtres colorés 1, la, interposés sur le trajet du faisceau lumineus schématisé en 2, émis par un projecteur classique. Chaque filtre est monté sur un chassis 3, 3a. Les chassis 3, 3a sont rendus solidaires de chariots 4, 4a roulant, par des galets, ou l'équivalent, 5 sur le chemin de roulement 6a que présente un carter 6 dans lequel sont logés les moyens d'entrafnement des chariots 4,4a. Ces moyens consistent, dans la forme de réalisation sui vant la Fig. 1 en un câble 7 fixé en 8 sur un tambour 9 calé sur l'arbre d'un moteur électrique 10 à sens de marche réversible. Le câble d'entrainement 7 est fixé en deux points lia, lib, symétriquement opposés, sur les chariots 4, 4a. I1 passe sur des galets de renvoi 12, 13. La commande du moteur 10 est conçue de façon à permettre aux filtres d'occuper toute position réciproque quelconque voulue pour l'obtention de l'effet recherché, avec possiB;éde repérer cette position et de la reproduire à volonté. Dans ce but, le moteur 10 peut être relié, par exemple par un potentiomètre 11, à une électronique dtasse~rvissement dotée d'un pupitre de commande (non représentés). Le dispositif représenté à la Fig. 2 est de conception identique à celle du dispositif qui vient d'etre décrit en réference à la Fig. 1. Seul diffère le mécanisme d'entrainement des chariots 4, 4a portant les filtres 17 la. Ce mecanisme fait appel à deux vis sans fin aboutées 14, 14a à pas inversé, entraidant en sens inverse, la vis 14 le chariot 4, la vis 14a le chariot 4a. Le système de vis est entrai'né en rotation par le moteur 15 assorti d'un compteur numérique 15a logé dans un support 16 encastré dans le carter 6. La visl4 passe dans un support 17 fixé sur le carter 6. Chaque vis est rendue solidaire du chariot qu'elle entraxe par une pièce taraudée telle que 18 dans laquelle elle passe et qui est fixée sur le chariot correspondant.La commande du moteur d'entraine- ment 15 des vis est la même que celle décrite à propos de la forme de réalisation de la Fig. 1. Pratiquement, dans l'application, envisagée dans les exemples ci-dessus il est nécessaire, pour obtenir des couleurs de nuance et d'intensité pratiquement illimitées de placer successivement sur le tra 3et du faisceau lumineux une pluralité de dispositifs suivant l'invention par exemple trois - chaque filtre utilisant une couleur de base telle que le jaune, le rouge et le bleu. La Fig. 3 montre, à titre d'exemple, l'adaptation, sur un projecteur dont on voit en 19 la trace de l'objectif, de trois dispositifs A, B, C, suivant l'invention, montés à superposition sur une plaque de base 20 fixée, de préférence de façon amovible, par tout moyen quelconque convenable sur le projecteur. Les trois dispositifs sont régulièrement espacés angulairement de 120 sur la plaque par rapport à l'objectif du projecteur. Avec un ensemble du genre de celui représenté à la Fig. 3 et en superposant un dispositif A à filtre rouge, un dispositif B à filtre bleu, et un dispositif C à filtre jaune, on obtient pour une disposition réciproque donnée des filtres dans chaque dispositif - pour la disposition des filtres suivant la Fig. 4, une couleur à domi nante jaune, - pour celle suivant la Fig. 5, une couleur à dominante ambre clair, - pour celle suivant la Fig. 6, une couleur à dominante violette, - pour celle suivant la Fig. 7, une couleur à dominante violine claire, - pour celle suivant la Fig. 8, une couleur à dominante bleu clair. D'une façon générale, en faisant varier le nombre des dispositifs, les positions réciproques des filtres dans chacun d'entre eux, on peut obtenir, suivant l'invention, des nuances de couleurs en nombre pratiquement illimité. Quant à la répartition angulaire des dispositifs par rapport à l'objectif il faut et il suffit qu'elle soit telle qu'elle ne se traduise pas par une atténuation de l'intensité lumineuse. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la coloration d'un faisceau cohérent de lumière blanche émis par une source tel que projecteur, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer sur le trajet du faisceau lumineux un diaphragme coloré d'ouverture variable, réglable, déterminant la formation d'une tache lumineuse de dimension constante, mais dont l'intensité de coloration varie suivant le degré d'ouverture du diaphragme, avec une répartition régulière de la lumière dans la tache. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la au moins revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte,4in diaphragme constitué par deux filtres colorés (1, la) disposés symétriquement par rapport au faisceau lumineux qu'il s'agit de colorer, sur lesquels-agissent des moyens permettant leur déplacement réciproque pour leur faire occuper toute position réciproque quelconque voulue, à l'aide d'une commande directe ou pro gramme, 3.Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les filtres colorés (1, la) sont solidaires de supports (4, 4a) montés sur un chemin de roulement (6a) et entraidés en vue de leur déplacement réciproque par un câble (7) fixé d'une part à chacun des supports de filtres, d'autre part à- une pièce (9 ) entraînée en rotation par un moteur électrique réversible (10) 4. Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les supports de filtres (4, 4a) sont entrainés chacun en vue de leur déplacement réciproque par une vis sans fin (14, 14aJ, le pas de l'une des vis étant inverse du pas de l'autre, les vis étant entraînées en rotation par un moteur électrique réversible (15). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les porte-filtres progressent sur des chemins de roulement (6a) que présente un carter (6) dans lequel sont disposés les moyens d'entraiùement de ces porte-filtres. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le moteur d'entra1-nement (10, 15) des moyens (7, 14, 14a) assurant le déplacement des chariots porte-filtres est relié à une commande directe ou programmée permettant la reproduction de la couleur ou de la nuance de couleur que l'on veut obtenir. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le moteur d'entrainement est couplé à un potentiomètre (11) ou à un compteur numérique (15a). 8. Appareil utilisable notamment dans le domaine de ltéclai~ rage scénique ou de spectacle, caractérisé en ce qu'il comporte, montés successivement devant l'objectif d'un projecteur, une pluralité de dispositifs suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, avantageusement trois de ces dispositifs, régulièrement répartis par rapport à l'objectif du projecteur, chaque filtre ayant une couleur de base, par exemple rouge pour l'un, jaune pour l'autre et bleu pour le troisième.