Brevet FR2666421A1 — publié le 19920306

Projecteur à arc au xénon de forte puissance L'invention concerne un projecteur comprenant une lampe à arc au xénon, et des composants optiques, alignés selon un axe optique de projection, pour traiter le faisceau émis par la lampe. De tels appareils sont couramment utilisés comme projecteurs de poursuite, pour suivre les déplacements d'un acteur ou d'un chanteur sur une scène de spectacle. La lumière de la lampe à arc est concentrée sur des obturateurs à ouverture réglable, par exemple des obturateurs circulaires du type iris ou des obturateurs à lames parallèles appelées couteaux, ou sur une plaque métallique découpée pour former une image. Des lentilles réglables permettent de faire varier, dans un rapport de 1 à 2, les dimensions transversales du faisceau et, par suite, les dimensions de l'image projetée, et d'agir sur la netteté de cette dernière. Dans ces appareils professionnels, la lampe à arc au xénon constitue une source de lumière blanche très ponctuelle. La puissance des appareils connus ne dépasse pas 3 kW environ pour limiter l'échauffement des obturateurs et des plaques métalliques, appelées "gobos", porteuses de l'image à projeter. Néanmoins, cet échauffement peut provoquer des déformations altérant le fonctionnement des obturateurs et/ou la qualité des images. De plus, les gobos sont obtenus par des procédés chimiques assez onéreux et n'atteignent pas la qualité d'image obtenue au moyen des films photographiques, d'une utilisation beaucoup moins coûteuse mais dont l'emploi est exclu compte tenu des températures auxquelles sont exposés les supports d'image dans les appareils connus. Par ailleurs, ces projecteurs sont placés en hauteur pour ne pas envoyer le faisceau de face sur les acteurs. Ils sont donc inclinés vers le bas selon des angles compris entre 20 et 400 environ par rapport à l'horizontale. Les lampes à arc au xénon placées dans l'axe des appareils ont donc la même inclinaison. Or, les lampes à arc au xénon de grande puissance, lorsqu'elles sont inclinées de plus de 200 par rapport à l'horizontale ou à la verticale, présentent une instabilité de l'arc qui fait fluctuer la lumière et altèrent donc sa qualité, et diminuent en outre la durée de vie de la lampe. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un projecteur du genre défini en introduction, les composants optiques comprenant un obturateur d'ouverture réglable et/ou un support d'image à projeter, caractérisé en ce que le projecteur comprend en outre, en amont desdits composants, un miroir dichrolque propre à être traversé par la majeure partie du rayonnement infrarouge de la lampe et à réfléchir, selon ledit axe optique, la majeure partie du rayonnement visible de la lampe. De préférence, le miroir est traversé par plus de 95 % du rayonnement infrarouge et réfléchit plus de 95 % du rayonnement visible. Avantageusement, le projecteur comporte en outre un filtre dichroïque à transmission disposé en aval du miroir, arrêtant la majeure partie, de préférence environ 80 %, du rayonnement infrarouge résiduel et laissant passer la majeure partie, de préférence plus de 95 %, du rayonnement visible. L'invention permet d'utiliser sans dommage des lampes d'une puissance largement supérieure à 3 kW, notamment de l'ordre de 5 à 7 kW. Selon une autre caractéristique de l'invention, la lampe, le miroir et les composants optiques sont logés dans un boîtier monté sur un support de façon à pivoter autour d'un axe horizontal transversal et la lampe est disposée dans ce boîtier de façon à émettre selon la direction de l'axe de pivotement, le miroir étant orienté à 45" de la direction d'émission et à 450 de la direction de l'axe optique. Ainsi, quelle que soit l'inclinaison du faisceau sortant de l'appareil, la lampe reste orientée horizontalement, ce qui assure des conditions de fonctionnement optimales. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-après d'un exemple de réalisation et du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un projecteur selon l'invention, selon la ligne I-I de la figure 2 ; et - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne II-II de la figure 1. Les éléments essentiels du projecteur illustré sont une lampe à arc au xénon 1, un miroir dichroïque froid 2, un filtre dichroïque froid 3, un système 4 d'obturateurs d'ouverture réglable et de logement pour un support d'image et cinq lentilles L1 à L5. Ces éléments sont logés dans un boîtier formé de deux parties 5 et 6, la partie 6 étant un tube allongé dont l'axe 7 constitue l'axe optique des cinq lentilles et l'axe du faisceau sortant de l'appareil. Le tube 6 contient le système 4 et les lentilles L2 à L5. La partie 5, placée à l'extrémité amont du tube 6, est allongée selon un axe 8 perpendiculaire à l'axe 7 et contient la lampe 1, le miroir 2 et la lentille L1, ainsi qu'un miroir ellipsoldal 9 entourant la lampe 1 et focalisant les rayons émis par celle-ci, après réflexion par le miroir 2, sur le système 4. Le filtre 3 est placé sur l'axe 7, à la jonction des parties 5 et 6 du boîtier. Le faisceau lumineux émis par la lampe 1 selon l'axe 8 et focalisé par le miroir 9, qui contient environ deux tiers de rayonnement infrarouge, arrive sur le miroir plan 2 qui est orienté à 450 par rapport aux axes 8 et 7 de façon à réfléchir le rayonnement visible selon ce dernier. Le miroir 2 est prévu pour réfléchir plus de 95 % du rayonnement visible qu'il reçoit et pour se laisser traverser par plus de 95 % du rayonnement infrarouge. A cet effet, il comporte un revêtement réfléchissant formé de plusieurs dizaines de couches de métallisation, selon une technique connue des spécialistes de la réalisation des miroirs. 80 % de la petite fraction du rayonnement infrarouge réfléchie par le miroir sont à leur tour éliminés par le filtre 3 qui laisse passer plus de 95 % du rayonnement visible qu'il reçoit. Le miroir 2 et le filtre 3 éliminent donc la quasi-totalité du rayonnement infrarouge émis par la lampe 1, réduisant considérablement l'échauffe- ment du système 4 et permettant d'utiliser un support d'image en film photographique, par exemple une diapositive. Ce résultat s'accompagne d'une très faible perte du rayonnement visible utile. Le tube 6 est articulé sur un support 10 en forme d'étrier, par des tourillons 11, autour d'un axe horizontal parallèle à l'axe 8. On peut ainsi incliner l'axe 7 d'un angle variable par rapport à l'horizontale, cet angle pouvant dépasser 200 sans nuire au fonctionnement de la lampe 1 puisque l'axe 8 de celle-ci reste horizontal lors du pivotement du boîtier. Bien entendu, l'étrier 10 peut être lui-même articulé autour d'un axe vertical par rapport à un autre support non représenté pour permettre un balayage horizontal par le faisceau lumineux émis par l'appareil. Les cinq lentilles , à savoir la lentille convergente L1 placée entre le miroir 2 et le filtre 3 et les lentilles convergentes L2 et L3, divergente L4 et convergente L5, placées successivement en aval du système 4, assurent une excellente qualité d'image. Les lentilles L2 et L4 ont des positions réglables dans la direction de l'axe 7 pour ajuster les dimensions et la netteté de l'image projetée. Revendications 1. - Projecteur comprenant une lampe à arc au xénon (1), et des composants optiques (4,L1-L5), alignés selon un axe optique de projection (7), pour traiter le faisceau émis par la lampe, lesdits composants comprenant un obturateur d'ouverture réglable et/ou un support d'image à projeter (4), caractérisé en ce que le projecteur comprend en outre, en amont desdits composants, un miroir dichroïque (2) propre à être traversé par la majeure partie du rayonnement infrarouge de la lampe et à réfléchir, selon ledit axe optique, la majeure partie du rayonnement visible de la lampe. 2. - Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le miroir est traversé par plus de 95 % du rayonnement infrarouge et réfléchit plus de 95 % du rayonnement visible. 3. Po - Projecteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le miroir comporte un revêtement réfléchissant composé de plusieurs dizaines de couches de métallisation. 4. - Projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un filtre dichroi- que à transmission (3) disposé en aval du miroir, arrêtant la majeure partie du rayonnement infrarouge résiduel et laissant passer la majeure partie du rayonnement visible. 5. - Projecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le filtre arrête environ 80 % du rayonnement infrarouge résiduel et moins de 5 % du rayonnement visible. 6. - Projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support d'image à projeter est un film photographique. 7. - Projecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la puissance de la lampe est largement supérieure à 3 kW. 8. - Projecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite puissance est de l'ordre de 5 à 7 kW. 9. - Projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lampe, le miroir et lesdits composants sont logés dans un boîtier (5,6) monté sur un support (10) de façon à pivoter autour d'un axe horizontal transversal et que la lampe est disposée dans ce boîtier de façon à émettre selon la direction de l'axe de pivotement, le miroir étant orienté à 45" de la direction d'émission (8) et à 450 de la direction de l'axe optique (7). 10. - Projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits composants comprennent cinq lentilles, à savoir une première lentille (L1) divergente disposée en aval du miroir et en amont de l'obturateur et/ou du support d'image, une seconde lentille (L2) et une troisième lentille (L3) convergentes, une quatrième lentille (L4) divergente et une cinquième lentille (L5) convergente disposées successivement en aval de l'obturateur et/ou du support d'image. 11. - Projecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que les positions des seconde et quatrième lentilles sont réglables de façon à modifier les dimensions et la netteté respectivement de l'image projetée.