Brevet FR2639723A1 — publié le 19900601

La présente invention concerne un projecteur d'image réelle lumineuse réfléchie, et plus particulièrement, un lo projecteur d'image réelle lumineuse réfléchie pour former une image réelle d'un objet, comme par exemple d'un document, en utilisant les rayons lumineux provenant d'une source lumineuse par l'intermédiaire d'un miroir réfléchissant, irrégulièrement réfléchis par l'objet et arrivant sur une surface de projection d'image par l'intermédiaire d'un miroir de projection et d'une lentille de projection. La figure 7 représente un projecteur d'image réelle classique couramment utilisé du type dans lequel un objet placé sur une platine 11 construite en verre ou analogue est directement éclairé par des sources lumineuses 12. Ce projecteur comporte aussi un miroir de projection 13 pour réfléchir la lumière émanant de l'objet, une lentille de projection 14 et un coffret 15. Dans le projecteur d'image réelle du type décrit ci-dessus, les sources lumineuses 12 ont été disposées en une position qui garantit que les rayons lumineux rayonnés par la source lumineuse 12 et régulièrement réfléchis par l'objet et la platine 11 suivant la loi de la réflexion ne vont pas frapper la lentille de projection 14 par l'intermédiaire du miroir de projection 13, afin d'éviter de détériorer la résolution de l'image formée par la lumière réfléchie régulièrement. Deuxièmement, les sources lumineuses 12 ont été placées à l'extérieur de l'angle de vision de la lentille de projection 14. Troisièmement, les sources lumineuses 12 doivent être placées loin de la platine 11 afin que la platine 11 soit éclairée uniformément. Cependant, il est pratiquement impossible de créer un trajet optique suffisamment long du point de vue de la dimension d'un projecteur, pour que la pluralité des sources lumineuses 12 ayant un faible flux lumineux soient utilisées pour éclairer latéralement la platine 11. Pour obtenir un éclairage plus uniforme, les sources lumineuses 12 peuvent être installées encore plus loin de la platine 11. cependant, ceci rend le projecteur obtenu plus large et plus haut. Egalement, un projecteur comportant un grand nombre de sources lumineuses peut être lourd, coûteux, compliqué dans sa structure, et par conséquent mal commode à transporter d'un endroit pour l'installer dans un autre. Inversement, si les sources lumineuses 12 sont installées plus près de la platine 11, l'objet ne sera pas éclairé uniformément. Etant donné les problèmes ci-dessus, le modèle d'utilité japonais rendu public sous le No. 61-11148 propose un projecteur d'image réelle lumineuse réfléchie dont les dimensions sont réduites et qui est perfectionné pour éliminer le problème concernant l'éclairage non uniforme. La figure 8 représente ce projecteur. Dans ce projecteur, les sources lumineuses 12 sont disposées à l'avant du projecteur en une position qui fait face au miroir de projection 13, afin que l'objet puisse être éclairé par les rayons lumineux émis par les sources lumineuses 12 et réfléchis par le miroir de projection 13. Le modèle d'utilité japonais rendu public sous le No. 61-16544 décrit un projecteur d'image réelle lumineuse réfléchie qui est destiné à obtenir un éclairage uniforme d'un objet tout en augmentant le rendement d'éclairage. La figure 9 représente ce projecteur. Ce projecteur comporte un ensemble de miroirs d'éclairage 16 disposés autour du miroir de projection 13. Les miroirs d'éclairage 16 sont 3 2639723 disposés de manière à se déployer vers le haut et vers l'avant. La lumière rayonnée par les sources lumineuses 12 est réfléchie vers la platine 11 par les miroirs d'éclairage 16 et le miroir de projection 13. Cependant, dans le projecteur d'image réelle représenté sur la figure 8, puisque les sources lumineuses 12 sont disposées en relation face à face avec le miroir de projection 13, les rayons lumineux rayonnés par les sources lumineuses 12, sont réfléchis par le miroir de o10 projection 13, et illuminent la platine 11 et l'objet à partir d'une direction qui leur est sensiblement perpendiculaire. Dans ce cas, le rayonnement est réfléchi par l'objet ou analogue régulièrement (réflexion spéculaire) dans la direction sensiblement perpendiculaire à cet objet du fait des lois de la réflexion, et arrive sur la lentille de projection 14 en traversant le miroir de projection 13, et en entraînant une dégradation considérable de la résolution de l'image formée, en provoquant ce que l'on appelle des halos. Dans le cas du projecteur d'image réelle représenté sur la figure 9, puisque les rayons lumineux rayonnés par les sources lumineuses 12 sont tous orientés directement vers la platine 11 grâce au miroir de projection 13 et à l'ensemble des miroirs d'éclairage 16 installés séparément du miroir de projection 13 de manière à augmenter le rendement d'éclairage, l'ensemble des miroirs d'éclairage 16 doit avoir une configuration à plusieurs plans pour empêcher la lumière régulièrement réfléchie par l'objet du fait des lois de la réflexion de venir frapper le miroir de projection 13. Ceci complique la structure du projecteur. En outre, pour utiliser aussi le miroir de projection 13 comme les miroirs d'éclairage, les sources lumineuses 12 doivent être disposées des deux côtés du miroir de projection 13 et en une position qui garantit qu'une partie de l'éclairage des sources lumineuses12 peut frapper ce miroir. Cette condition, associée à la structure complexe du projecteur, contribue à augmenter la dimension latérale (la dimension dans la direction latérale du miroir de projection 13) du projecteur. La présente invention est orientée vers la résolution des problèmes de la technique antérieure qui viennent d'être mentionnés, et a comme objet de proposer un projecteur d'image réelle lumineuse réfléchie qui soit capable d'éliminer le halo d'une image projetée en disposant des sources lumineuses sur les faces intérieures de miroirs réfléchissants montés des deux côtés d'une platine et en avant d'un miroir de projection, en une position qui garantit que les rayons lumineux régulièrement réfléchis par un objet et par la platine ne vont pas frapper une lentille de projection et que les images réelles et virtuelles des sources lumineuses vont se trouver à l'extérieur de l'angle de vision de la lentille de projection, qui soit capable de créer un trajet optique long entre les sources lumineuses et la platine afin d'obtenir un éclairage uniforme, et qui soit de faible dimension, de faible poids et simple. La figure 1 est une vue en perspective d'un projecteur, représentant une première forme de réalisation de la présente invention; les figures 2(a), 2(b) et 2(c) sont respectivement des vues en plan, avant et latérale du projecteur de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan d'un autre exemple du projecteur de la figure 1; la figure 4 est une vue latérale du projecteur, illustrant comment il est refroidi; les figures 5(a) et 5(b) sont respectivement des vues en plan et avant d'un projecteur, représentant une seconde forme de réalisation de la présente invention, les figures 6(a) et 6(b) sont respectivement des 2639723 vues en plan et avant d'un projecteur, représentant une troisième forme de réalisation de la présente invention; et les figures 7 à 9 représentent respectivement un projecteur classique. Une première forme de réalisation de la présente invention va être décrite ci-dessous en se référant aux figures 1 à 4. En se référant d'abord aux figures 1 et 2, un projecteur optique comporte un boîtier 1 sous la forme d'un parallélépipède rectangle. Sur la surface intérieure des côtés plats de ce boitier 1 sont fixés des miroirs réfléchissants 2A et 2B. Ils sont installés en des positions décalées vers l'avant du boîtier 1 par rapport aux milieux des côtés de manière à se trouver face à face. Les miroirs réfléchissants 2A et 2B peuvent être presque aussi longs que les côtés. Une platine 3 que traversent les rayons lumineux réfléchis par les miroirs réfléchissants 2A et 2B est placée sur la surface supérieure du boîtier 1. Les miroirs réfléchimants 2A et 2B et la platine 3 sont perpendiculaires entre eux. La platine 3 est construite en verre et ses dimensions sont telles qu'un objet à projeter (non représenté), tel qu'un document ou un objet mince à trois dimensions,peut être placé dessus. A l'intérieur du boitier 1 se trouve aussi un miroir de projection 4 qui reçoit les rayons lumineux réfléchis par l'objet posé sur la platine 3. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2(c), le miroir de projection 4 est incliné à environ 45' par rapport au plan horizontal. Le miroir de projection 4 a sensiblement une forme trapézoidale. Il est installé de manière que sa grande base soit adjacente à un côté de la platine 3. Une lentille de projection 5 destinée à capter la lumière réfléchie par le miroir de projection 4 est placée à l'avant du boitier 1. A l'intérieur du boîtier 1 sont également installées des sources lumineuses 6A et 6B qui peuvent être constituées d'une lampe halogène. Elles sont montées en avant du miroir de projection 4 et sur la face intérieure des miroirs réfléchissants 2A et 2B. Elles sont disposées de manière que le centre de leurs axes optiques soit respectivement orienté vers la face intérieure des miroirs réfléchissants 2A et '2B. Plus précisément, elles sont installées en une position qui est décalée vers l'avant du boîtier par rapport au centre des miroirs réfléchissants 2A et 2B et dans laquelle elles éclairent les miroirs réfléchissants 2A et 2B à partir du bas, comme représenté sur les figures 1, 2(a) et 2(b), de sorte que les rayons lumineux réfléchis par les miroirs réfléchissants 2A et 2B puissent éclairer la totalité de la platine 3. Plus précisément, les sources lumineuses 6A et 6B doivent être placées en une position qui assure que les rayons lumineux provenant des sources lumineuses par l'intermédiaire des miroirs réfléchissants 2A et 2B et régulièrement réfléchis par l'objet et la platine 3 ne viennent pas frapper la lentille de projection 5 par l'intermédiaire du miroir de projection 4 ni directement sans être réfléchis par le miroir de projection 4 et en une position pour laquelle les sources lumineuses 6A et 6B (leurs images réelles) et les images virtuelles 6a et 6b des sources lumineuses 6A et 6B se trouvent à l'extérieur de l'angle de vision de la lentille de projection 5, comme le présentent les figures 1, 2(a) et 2(b). Autrement dit, les sources lumineuses 6A et 6B sont disposées en une position qui garantit que seuls les rayons lumineux 3 0 provenant des sources lumineuses par l'intermédiaire des miroirs réfléchissants 2A et 2B, irrégulièrement réfléchis par l'objet et la platine 3, et réfléchis par le miroir de projection 4 viennent frapper la lentille de projection 5. Aussi longtemps que les conditions exposées ci-dessus sont satisfaites, les sources lumineuses 6A et 6B peuvent être disposées en une autre position que la position représentée sur les figures 1 et 2, c'est-à-dire, sur la face interne de la largeur du miroir de projection 4 et en avant de ce dernier, comme représenté sur la figure 3. Dans ce cas, les rayons lumineux émis par les sources lumineuses 6A et 6B peuvent être réfléchis par le miroir de projection 4 dans une direction qui leur permet d'éclairer perpendiculairement la platine 3 et l'objet, ce rayonnement étant réfléchi régulièrement par la platine 3 et l'objet dans la direction qui leur est sensiblement perpendiculaire et venant frapper la lentille de projection 5 par l'intermédiaire du miroir de projection 4. Pour éviter ceci, dans l'exemple représenté sur la figure 3, les faces des sources lumineuses 6A et 6B qui sont orientées en face du miroir de projection 4 sont respectivement couvertes par des éléments arrêtant la lumière 7A et 7B. De cette façon, il est possible d'installer le miroir de projection 4 sur la face intérieure des lignes critiques Ll et L2 des rayons lumineux directement émis par les sources lumineuses. Les lignes critiques sont déterminées par la relation entre les positions des sources lumineuses 6A et 6B et des éléments formant écrans à la lumière 7A et 7B. Le fonctionnement du projecteur va maintenant être décrit. Les rayons lumineux émis par les sources lumineuses 6A et 6B sont respectivement réfléchis par les miroirs réfléchissants 2A et 2B installés des deux côtés du bottier, comme représenté sur les figures 1, 2(a) et 2(b), et éclairent la face avant de la platine 3 en biais à partir du bas. A ce moment, la platine 3 est virtuellement éclairée par les images virtuelles 6a et 6b situées à l'extérieur des côtés des miroirs réfléchissants 2A et 2B et par leur intermédiaire. Ceci conduit à un trajet optique suffisamment long entre la platine 3 et les images virtuelles 6a et 6b, et par conséquent, à un éclairement uniforme sur toute la surface de la platine 3. Ceci rend également l'intensité de la lumière réfléchie par l'objet placé sur la platine 3 sensiblement uniforme. La lumière réfléchie par l'objet est réfléchie par le miroir de projection 4 et captée par la lentille de projection 5 pour former une image sur une surface de projection située à l'extérieur du projecteur à une distance déterminée par la distance focale de la lentille de projection 5. A ce moment, comme indiqué ci-dessus, ni la lumière réfléchie régulièrement par l'objet et la platine 3 ni la lumière directe émise par les images réelles et virtuelles des souces lumineuses 6A et 6B ne viennent frapper la lentille de projection 5 par l'intermédiaire du miroir de projection 4 ni directement du fait de la relation entre les positions des sources lumineuses 6A et 6B, des miroirs réfléchissants 2A et 2B et du miroir de projection 4. Il est donc possible d'empêcher complètement la formation de halo qui dégrade la résolution de l'image obtenue, ce qui se produirait du fait de la lumière régulièrement réfléchie et de la lumière émise directement par la source lumineuse. Comme indiqué ci-dessus, les sources lumineuses 6A et 6B sont placées en avant du miroir de projection 4 et sur les faces intérieures des miroirs réfléchissants 2A et 2B, et, en cas de nécessité, les éléments formant écrans 7A et 7B sont installés. En conséquence, l'incidence de la lumière régulièrement réfléchie ou de la lumière directe sur la lentille de projection 5 peut être empêchée tout en obtenant un long trajet optique. Il en résulte que la largeur du projecteur (sa dimension dans la direction perpendiculaire à la surface des miroirs réfléchissants 2A et 2B) peut être réduite théoriquement à celle de la platine 3. En outre, puisque les composants du projecteur peuvent être logés dans le volume d'un parallélépipède rectangle, le projecteur peut être construit de manière simple avec de faibles dimensions. Dans le projecteur du type décrit ci-dessus, les sources lumineuses 2A et 2B sont chauffées à une température relativement élevée, et par conséquent chauffent l'intérieur du boîtier 1. Il peut en résulter une dégradation des composants du projecteur et de l'objet placé sur la platine 3. Par conséquent, l'intérieur du boîtier 1 peut être refroidi à force de la manière expliquée ci-dessous. La figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 2(c), représentant le projecteur d'image réelle avec son système de refroidissement. Le système de refroidissement comprend un ventilateur de refroidissement 8 installé sous le miroir de projection 4, une ouverture d'aération 9 prévue au-dessus de la lentille de projection , et une ouverture d'aération prévue au-dessous des sources lumineuses 6A et 6B. Dans ce projecteur, l'air aspiré vers l'intérieur du bottier 1 par le ventilateur de refroidissement 8 passe derrière le miroir de projection 4, atteint la partie supérieure du boitier 1 et circule ensuite vers l'avant le long de la surface intérieure de la platine 3, comme représenté sur la figure 4. Par conséquent, la platine 3 est refroidie directement et efficacement, et la détérioration par la chaleur de l'objet placé sur la platine comme par exemple un document peut être évitée. Alors qu'une partie de l'air qui a refroidi la platine 3 sort par l'ouverture 9, le reste passe par les sources lumineuses 6A et 6B et sort par l'ouverture d'aération inférieure 10. En conséquence, les sources lumineuses 6A et 6B sont refroidies, et l'élévation de température à l'intérieur du bottier 1 peut être ainsi empêchée. L'importance de la chaleur rayonnée par les sources lumineuses 6A et 6B peut être réduite de manière à augmenter l'efficacité du refroidissement en prévoyant des boîtiers appropriés (non représentés) qui entourent les sources lumineuses 6A et 6B de manière à ne pas arrêter la lumière d'éclairage émise par les sources lumineuses 6A et 6B. Dans ce cas, le boîtier peut également servir d'écran 7A et 7B arrêtant la lumière. De plus, si les miroirs réfléchissants 2A et 2B sont constitués de miroirs absorbant les rayons chauds, l'augmentation de température de la platine 3 peut encore être plus efficacement réduite. La seconde et la troisième formes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrites en détail en se référant respectivement aux figures 5 et 6. Dans ces formes de réalisation, un éclairage plus lumineux et plus uniforme que dans la première forme de réalisation est obtenu en installant un ensemble de sources lumineuses 6 de chaque côté de la lentille de projection 5. Plus précisément, dans la seconde forme de réalisation représentée sur la figure 5, des sources lumineuses 6A1, 6A2 ou 6B1, 6B2 sont installées de chaque côté de la lentille de projection 5 de manière à être alignées dans la direction axiale de la lentille de projection 5. Les sources lumineuses adjacentes 6A1 et 6A2 sont installées de manière que les lignes centrales de leurs axes optiques ne soienit pas parallèle entre elles afin que les angles d'incidence de la lumière sur le miroir réfléchissant 2A puissent être légèrement différents et qu'un éclairage uniforme de la platine 3 puisse ainsi être obtenu malgré le décalage de position des sources lumineuses 6A1 et 6A2. Les sources lumineuses 6B1 et 6B2 sont installées de la même manière. Dans le cas de la forme de réalisation représentée sur la figure 6, les sources lumineuses 6A1, 6A2 ou 6B1, 6B2 sont installées de chaque côté de la lentille de projection 5 de manière à être alignées entre elles dans la direction perpendiculaire à l'axe de la lentille de projection5(dans la direction de la hauteur du projecteur). Dans cette forme de réalisation, les lignes centrales des axes optiques des sources lumineuses 6A1, 6A2 ou 6B1, 6B2 ne sont pas parallèles entre elles si bien que la platine 3 peut être éclairée uniformément, comme dans le cas de la seconde forme de réalisation décrite ci-dessus. l0 Dans les seconde et troisième formes de réalisation, les sources lumineuses 6A1, 6A2 et 6B1, 6B2 doivent être placées en une position qui garantit que les rayons lumineux émis par ces sources lumineuses et réfléchis par les miroirs réfléchissants 2A et 2B peuvent éclairer l'objet à travers la platine 3, de sorte que les rayons lumineux régulièrement réfléchis par l'objet et la platine ne viennent pas frapper la lentille de projection 3 indirectement ou directement, et qui font en sorte que les 5 images réelles et virtuelles des sources lumineuses 6A1, 6A2, 6B1, 6B2 sont à l'extérieur de l'angle de vision de la lentille de projection 5, comme dans le cas de la première formes de réalisation. De plus, les éléments 7A et 7B formant écrans pour la lumière représentés sur la figure 3 et un procédé de refroidissement représenté sur la figure 4 peuvent être installés, en cas de besoin. Le nombre des sources lumineuses n'est pas limité à un quelconque des nombres adoptés dans les formes de réalisation décrites ci-dessus, mais il est possible d'employer un plus grand nombre de sources lumineuses. Comme on le comprendra d'après la description qui précède, dans le projecteur selon la présente invention, les miroirs réfléchissants sont installés en avant et des deux côtés du miroir de projection, et les sources lumineuses sont placées en avant du miroir de projection et sur les faces internes des miroirs réfléchissants en une position qui garantit que les rayons lumineux provenant des sources lumineuses, réfléchis par les miroirs réfléchissants et réfléchis régulièrement par l'objet et la platine ne viennent pas frapper la lentille de projection, et que les images réelles et virtuelles des sources lumineuses se trouvent & l'extérieur de l'angle de vision de la lentille de projection, comme indiqué ci-dessus. Par conséquent, le projecteur selon la présente invention possède les avantages suivants: Premièrement, ni la lumière régulièrement réfléchie, ni la lumière directe des sources lumineuses ne viennent frapper la lentille de projection; la lentille de projection reçoit uniquement la lumière irrégulièrement réfléchie émise par l'objet et la platine et réfléchie par le miroir de projection. Par conséquent aucun halo ne se produit sur l'image formée, et l'image peut donc être obtenue avec une grande résolution. Deuxièmement, bien que les sources lumineuses soient installées sur la face intérieure des miroirs réfléchissants, les images virtuelles des sources lumineuses se trouvent à l'extérieur du projecteur, et la platine est virtuellement éclairée par ces images virtuelles. En conséquence, bien que les sources lumineuses réelles se trouvent à l'intérieur du projecteur, le trajet optique peut être rendu assez long et l'éclairage uniforme peut ainsi être obtenu. Autrement dit, puisqu'il n'est pas nécessaire que les sources lumineuses réelles soient installées loin de la platine pour obtenir un éclairage uniforme ou que le nombre des sources lumineuses soit augmenté, il est possible de construire un projecteur de faible dimension, de faible poids, peu coûteux et simple. Ceci permet de déplacer facilement le projecteur d'un endroit à un autre pour l'installer. Troisièmement, puisque les sources lumineuses sont placées sur les faces intérieures des miroirs réfléchissants, la dimension du projecteur peut être réduite à la largeur de la platine, au maximum. Enfin, puisque la forme et la structure des miroirs réfléchissants sont plus simples que celles du miroir d'éclairage classique & plusieurs plans, la structure interne de tout le projecteur peut être simple. De plus, les composants du projecteur peuvent être logés dans l'espace étroit d'un parallélépipède rectangle et la structure du projecteur peut donc être simple. REVENDICATIONS 1. Projecteur d'image réelle lumineuse réfléchie comprenant une source lumineuse, une platine que traverse la lumière émise par ladite source lumineuse et sur laquelle un objet est posé, un miroir de projection pour réfléchir la lumière réfléchie par ledit objet, et un miroir de projection pour collecter la lumière réfléchie par ledit miroir de projection et former une image dudit objet sur une surface de projection d'image située à l'extérieur dudit projecteur, caractérisé par le fait qu'un miroir réfléchissant pour réfléchir la lumière émise par ladite source lumineuse et éclairer ledit objet à travers ladite platine est monté sur chacun des deux côtés dudit miroir de projection, et par le fait que ladite source lumineuse est installée en avant dudit miroir de projection et sur les faces intérieures desdits miroirs réfléchissants en une position qui garantit que la lumière réfléchie par lesdits miroirs réfléchissants et réfléchie régulièrement par ledit objet et ladite platine ne frappe pas ladite lentille de projection et que les images réelles et virtuelles desdites sources lumineuses se trouvent à l'extérieur de l'angle de vision de ladite lentille de projection. 2. Projecteur d'image réelle lumineuse réfléchie selon la revendication 1, dans lequel lesdits miroirs réfléchissants sont installés parallèlement entre eux et perpendiculairement à ladite platine. 3. Projecteur d'image réelle lumineuse réfléchie selon l'une des revendications 1 et 2, comprenant en outre un élément formant écran pour la lumière destiné à arrêter la lumière directe arrivant audit miroir de projection et provenant de ladite source lumineuse, ledit élément formant écran étant installé sur la face de ladite source lumineuse qui est tournée vers ledit miroir de projection. 4. Projecteur d'image réelle lumineuse réfléchie selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en outre par le fait que l'air aspiré à l'extérieur par un ventilateur de refroidissement circule sur la surface intérieure de ladite platine et sort ensuite au voisinage de ladite source lumineuse.