Brevet FR2683332A1 — publié le 19930507

"Dispositif pour produire un faisceau à section oblongue à partir d'une source, notamment pour l'éclairage d'une scène" L'invention concerne un dispositif pour produire un faisceau à section oblongue à partir d'une source, notamment pour l'éclairage d'une scène. Pour éclairer de manière homogène un écran scénique, on connaît des dispositifs de projection comprenant en succession, une source de lumière ponctuelle, un condenseur optique comportant un jeu de lentilles asphériques convergentes, une fentre de projection et un objectif. Le condenseur est tel qu'il produit un faisceau de rayons émergents à section circulaire. La fentre de projection, intercalée entre le condenseur et l'objectif, joue un double rôle, d'une part de support pour un objet à projeter sur un écran scénique et, d'autre part, de diaphragme pour délimiter la section du faisceau circulaire émergeant du condenseur afin que le faisceau ayant traversé la fentre présente en section une forme correspondant sensiblement à la forme de la scène. L'objectif est disposé entre la fentre de projection et la scène de sorte que l'objet constitué par la fentre de projection forme une image sur un plan de scène. Une scène est en général rectangulaire. Le dispositif de projection est donc le plus souvent équipé d'une fentre de projection avec un cadre rectangulaire. On fait en sorte que le faisceau à section circulaire émergent du condenseur s'inscrive au mieux dans ce cadre. Un tel dispositif présente un inconvénient important : on perd une grande partie de l'énergie lumineuse de la source en faisant écran avec le cadre de la fentre de projection lorsque l'on réduit le faisceau à section circulaire en un faisceau à section rectangulaire. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient en proposant un dispositif qui produit en amont de la fentre de projection, non pas un faisceau à section circulaire mais un faisceau concentré à section oblongue. Elle propose un dispositif pour produire un faisceau à section oblongue à partir d'une source, notamment pour l'éclairage d'une scène, comprenant en succession un condenseur optique, une fentre de projection et un objectif, caractérisé en ce que le condenseur comprend au moins un moyen optique présentant dans un plan perpendiculaire à la direction de projection deux axes principaux orthogonaux, ledit moyen optique étant adapté à concentrer un faisceau de rayons incidents parallèles, dans des proportions différentes dans des plans respectivement parallèles audits axes principaux. En concentrant le faisceau en un faisceau à section oblongue au lieu de le réduire par un diaphragme, on minimise la perte d'énergie, un rectangle s'inscrivant au mieux dans une forme oblongue. Le dispositif présente donc l'avantage de pouvoir tre équipé d'une source lumineuse de puissance plus faible pour obtenir un éclairage scénique comparable au dispositif de 1'art antérieur. Ceci a de plus pour conséquence de réduire les risques de détérioration des matériaux utilisés, notamment les matériaux des supports d'images à projeter. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, le moyen utilisé pour concentrer le faisceau est à optique cylindrique comportant un axe principal premier, parallèle aux génératrices. Ce moyen à optique cylindrique est adapté à produire, à partir d'un faisceau de rayons incidents parallèles, un faisceau dont les rayons émergents sont convergents dans ledits plan perpendiculaire à l'axe premier et parallèles dans ledit plan parallèle à l'axe premier. La lentille cylindrique traite donc différemment les rayons incidents dans des plans perpendiculaires et parallèles à l'axe principal parallèle aux génératrices. En l'occurrence, une partie des rayons est"comprimée"tandis que l'autre demeure inchangée. On peut obtenir ainsi un faisceau à section oblongue. Selon un premier mode de réalisation, le moyen à optique cylindrique est une lentille cylindrique et la source lumineuse quasi ponctuelle. Selon un second mode de réalisation le moyen à optique cylindrique est un miroir cylindrique et la source lumineuse linéaire. Selon un autre aspect encore de l'invention, le dispositif comprend en outre une seconde lentille cylindrique disposée sur le trajet du faisceau en amont de la fentre de projection. Cette disposition supplémentaire permet d'améliorer la qualité de l'image de l'objet à projeter. Elle a en effet pour but de faire converger aussi les rayons émergents parallèles du moyen à optique cylindrique vers le foyer optique du moyen à optique cylindrique. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 est une vue schématique en perspective des différents éléments constitutifs du dispositif selon un premier mode de réalisation ; -la figure 2 est une vue du dessus du dispositif représenté à la figure 1 ; -la figure 3 est une vue de côté du dispositif représenté à la figure 1 ; -la figure 4 est une vue schématique en perspective des différents éléments constitutifs du dispositif selon un second mode de réalisation ; -la figure 5 est une vue de dessus du dispositif représenté à la figure 4 ; -la figure 6 est une vue de côté du dispositif représenté à la figure 4. Suivant la forme de réalisation choisie et représentée aux figures 1 à 3, le dispositif 1 comporte en succession dans la direction de projection (flèche A), une source lumineuse 2, un condenseur 3, une lentille cylindrique 9, une fentre de projection 4 avec un cadre rectangulaire 5 et un objectif 6. Ce dispositif sert à l'éclairage d'une scène 7. Le condenseur 3 comprend une lentille circulaire sphérique 4 et une lentille cylindrique 8. La lentille sphérique 4 est telle qu'elle produit un faisceau de rayons émergents parallèles dirigés vers la lentille cylindrique 8. La lentille cylindrique 8, comme représentée à la figure 1, présente une surface convexe 8a et une surface plane 8b. Cette lentille cylindrique 8 présente dans un plan perpendiculaire à la direction de projection deux axes principaux, un axe B, dit premier, parallèle aux génératrices et un axe principal C, dit second orthogonal à l'axe principal premier B. De manière similaire, la seconde lentille cylindrique 9 présente une surface convexe 9a et une surface plane 9b. Elle comporte également dans un plan perpendiculaire à la direction de projection, deux axes principaux, un axe principal premier D, parallèle aux génératrices de la lentille, et un axe principal second E, orthogonal à l'axe principal premier D. Ces deux lentilles sont disposées de sorte que leur surface convexe soit dirigée vers la source 2. Elles sont disposées croisées l'une par rapport à l'autre, c'est à dire que l'axe principal premier B de la lentille cylindrique 8 est parallèle à l'axe principal second E de la lentille cylindrique 9. Les lentilles cylindriques 8 et 9 sont utilisées dans ce condenseur optique pour leur particularité de pouvoir, à partir d'un faisceau de rayons incidents parallèles, produire un faisceau de rayons émergents qui convergent dans les plans perpendiculaires à l'axe principal premier de la lentille tandis qu'ils demeurent inchangés dans les plans parallèles à cet axe principal premier. Ceci est représenté aux figures 2 et 3. A la figure 2, on a représenté le dispositif dans un des plans parallèles à l'axe principal premier B de la lentille 8. On voit que les rayons ne sont pas modifiés et demeurent parallèles dans ce plan. A la figure 3, on a représenté le dispositif dans un des plans parallèles à 1'axe principal second C de la lentille cylindrique 8 et on voit que les rayons émergents convergent dans ce plan vers le foyer F de cette lentille. A la sortie de la lentille cylindrique 8, le faisceau présente ainsi en section une dimension en hauteur différente de la dimension en largeur. Le faisceau émergent est en quelque sorte comprimé suivant une de ses dimensions, en l'occurrence ici en hauteur. On obtient bien un faisceau à section oblongue. La seconde lentille cylindrique 9 a un rôle particulier. Elle présente une vergence différente de la première lentille cylindrique 8, mais telle que son foyer soit confondu avec celui de la première lentille cylindrique. La seconde lentille cylindrique 9, disposée croisée par rapport à la première lentille cylindrique 8, a en effet pour rôle de faire également converger les rayons émergents parallèlement un foyer F confondu avec celui de la première lentille cylindrique 8. Ainsi, comme représenté à la figure 2, les rayons émergents de la lentille cylindrique 9 convergent dans un plan perpendiculaire à l'axe principal second E vers le foyer F de cette lentille confondu avec le foyer de la première lentille cylindrique 8. Comme représenté à la figure 3, les rayons émergeant de la lentille cylindrique 9 dans un plan parallèle à l'axe principal premier ne sont pas modifiés et convergent également vers le foyer F. Le condenseur produit donc en amont de la fentre de projection un faisceau à section oblongue. Les différentes lentilles sont bien entendu, déterminées de façon telle que la source procure dans le plan de la fentre de projection un faisceau de section appropriée et une densité d'éclairement régulière dans les conditions connues de l'homme de métier. Elles sont disposées dans le sens et le tracé qui réduiront les aberration gnantes. La fentre de projection 5 est rectangulaire et comporte un cadre 10 qui délimite le faisceau à section oblongue en un faisceau à section rectangulaire. L'objectif 6, disposé entre cette fentre de projection 5 et la scène, est tel que l'objet que constitue cette fentre forme une image sur un plan de scène. Aux figures 4 à 6, est représenté un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention où la source lumineuse quasi ponctuelle 2, la lentille circulaire 4 et la lentille cylindrique sont remplacées par un miroir cylindrique 20 et une source linéaire 21. Le condenseur du dispositif est constitué par le miroir cylindrique 20. Les autres éléments du dispositif demeurant inchangés, leurs références ont été gardées. On trouve maintenant en succession dans la direction de projection, le miroir cylindrique 20, la source linéaire 21, une lentille cylindrique 9, une fentre de projection 5 et un objectif 6. Le miroir cylindrique 20, présente dans un plan perpendiculaire a la direction de projection deux axes principaux, un axe principal premier F, parallèle aux génératrices, et un axe principal second G orthogonal à l'axe principal premier F. Le miroir 20 est disposé face concave en regard de la source linéaire 21. Cette source est constituée par un filament. Le miroir cylindrique 20, ainsi orienté par rapport a la source linéaire et par rapport au reste du dispositif, produit les mme effets optiques que la lentille cylindrique 8 du premier mode de réalisation recevant un faisceau de rayons parallèles. Un faisceau de rayons incidents parallèles se réfléchit dans un miroir cylindrique, en un faisceau de rayons émergeant qui convergent dans les plans perpendiculaires à l'axe principal premier F du miroir tandis qu'ils demeurent inchangés dans les plans parallèles à cet axe principal premier. Sur la figure 5, on peut suivre le chemin optique des rayons émis par la source linéaire dans un des plans parallèles à l'axe principal premier F, une fois reflétés par le miroir. Dans ce plan, la direction des rayons est inchangée, les rayons demeurent parallèles. Sur la figure 6, on peut suivre le chemin optique des rayons situés dans un des plans perpendiculaires à l'axe principal premier F. Dans ce plan, les rayons vont converger le foyer F du miroir. On obtient bien en amont de la lentille cylindrique, tout comme pour le premier mode de réalisation, un faisceau émergent comprimé dans une de ses dimensions et inchangé dans l'autre. Sur les figures on n'a représenté que les rayons importants mais il va de soi que le faisceau n'est pas nécessairement délimité par ces rayons. Quel que soit le mode de réalisation, la disposition d'une lentille cylindrique, telle que 9, en amont de la fentre de projection est facultative. Elle est spécialement avantageuse lorsque l'on désire projeter une image nette sur un plan de scène. Une seule lentille cylindrique telle que 8, ou un miroir cylindrique 20, suffisent pour produire l'effet optique recherché. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits mais en embrasse toutes les variantes d'exécution dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour produire un faisceau à section oblongue à partir d'une source (2,21), notamment pour l'éclairage d'une scène (7), comprenant en succession un condenseur optique (3,20), une fentre de projection (5) et un objectif (6), caractérisé en ce que le condenseur (3,20) comprend au moins un moyen optique (8,20) présentant dans un plan perpendiculaire à la direction de projection (A) deux axes principaux orthogonaux (B-C, F-G), ledit moyen optique étant adapté à concentrer un faisceau de rayons incidents parallèles, dans des proportions différentes dans des plans respectivement parallèles audits axes principaux. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen (8,20) est à optique cylindrique avec un axe principal premier (B, F) parallèle aux génératrices, adapté à produire, à partir d'un faisceau de rayons incidents parallèles, un faisceau dont les rayons émergents sont convergents dans ledit plan perpendiculaire à 1'axe premier et parallèles dans ledit plan parallèle à l'axe premier. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen optique est constitué par une lentille cylindrique (8). 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen optique est constitué par un miroir cylindrique (20). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une lentille cylindrique supplémentaire (9) disposée sur le trajet du faisceau, en amont de la fentre de projection (5). 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la source (2) est quasi ponctuelle. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la source (21) est linéaire. 8. Dispositif pour produire un faisceau à section oblongue à partir d'une source (2), notamment pour l'éclairage d'une scène (7), comprenant de part et d'autre d'une fentre de projection (5), un dispositif condenseur (3) situé entre la source (2) et la fentre de projection (5) et un objectif (6) propre à donner sur le plan de scène une image conjuguée de la fentre formant objet, caractérisé en ce que le dispositif condenseur (3) se compose d'une lentille sphérique (4) et de deux lentilles cylindriques (8,9) distantes, de vergences différentes telles que leurs foyers soient confondus.