Brevet FR3004815A1 — publié le 20141024

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention se rapporte à un support de composant optique. Le composant optique est un composant destiné à homogénéiser un faisceau lumineux issu d'une source de lumière qui trouve une application particulière et non exclusive dans les dispositifs d'illumination des machines de stéréo-lithographie. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Le document WO 2012/083957 décrit un mélangeur optique de lumière délivrant un faisceau de lumière homogénéisé et uniforme. Le mélangeur optique est formé d'un matériau solide transparent et la lumière entre dans le mélangeur optique à travers une surface d'entrée et est réfléchie à travers un corps jusqu'à une surface de sortie où la lumière sort dudit mélangeur optique. Le mélangeur de lumière optique comprend une première partie réalisée sous la forme d'un tronc de pyramide, la surface supérieure du tronc de pyramide formant la surface d'entrée, et une deuxième partie réalisée sous la forme d'un tronc de cône, la surface inférieure du tronc de cône formant la surface de sortie. Le document décrit également un dispositif d'illumination comprenant un certain nombre de sources lumineuse et un tel mélangeur optique de lumière. De manière connue, un tel composant optique est maintenu serré par un système de mandrin. Ce système de mandrin résulte dans l'application d'une pression laquelle entraîne une perte d'homogénéité du faisceau lumineux transmis et/ou une réduction significative du flux transmis. Il en résulte une dégradation des caractéristiques optiques du composant optique. Une telle dégradation peut être un inconvénient sérieux en particulier lorsque le composant optique est utilisé dans le dispositif d'illumination d'une machine de stéréolithographie. EXPOSE DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un support de composant optique remédiant à l'inconvénient de l'art antérieur. Selon un premier aspect, l'invention propose un support de composant optique, ledit composant optique ayant une dimension longitudinale supérieure à une dimension transversale, une surface d'entrée d'un faisceau lumineux incident et une surface de sortie d'un faisceau lumineux transmis et des surfaces latérales. Le support comporte un berceau s'étendant selon une direction longitudinale du composant optique, le berceau étant agencé de façon à ne pas exercer de pression sur la surface d'entrée et la surface de sortie, le berceau comportant plusieurs éléments d'appui en saillie agencés de façon à supporter le composant optique selon deux surfaces latérales, chaque élément d'appui en saillie comportant une surface d'appui sensiblement ponctuelle. Le berceau peut être un berceau monobloc comportant une cornière en L. Le berceau peut être un berceau allégé comportant deux pièces sensiblement en forme de L, l'une placée proche de la surface d'entrée, l'autre placée proche de la surface de sortie, les deux pièces étant couplées l'une à l'autre par au moins une poutre. Le berceau peut en outre comporter au moins un clip de fixation agencé de façon à maintenir le composant optique selon au moins une autre surface latérale, ledit clip de fixation comportant un autre élément d'appui en saillie agencé de façon à contacter le composant optique selon ladite autre surface latérale, ledit autre élément d'appui en saillie comportant une surface d'appui sensiblement ponctuelle. Chaque élément d'appui en saillie peut être choisi parmi le groupe comportant un pointeau, un picot, un pion de positionnement, un bossage, un plot, ou un patin. Un point de colle peut être intercalé entre l'élément d'appui en saillie et ladite surface latérale. Le composant optique peut être un composant d'homogénéisation du faisceau lumineux ayant une forme de pyramide à sommet tronqué. Le support de composant optique peut être intégré dans un tube support. Selon un autre aspect, l'invention propose un dispositif d'illumination comportant une source et un composant optique, la source émettant un faisceau lumineux en direction du composant optique, le composant optique étant maintenu dans le dispositif d'illumination par un support de composant optique selon l'invention. Selon encore un autre aspect, l'invention propose une utilisation d'un dispositif d'illumination selon l'invention dans une machine de stéréo-lithographie dans lequel la source est une diode électroluminescente LED. L'invention permet donc d'éviter l'exercice d'une pression sur le composant d'homogénéisation du faisceau lumineux et par suite la dégradation des caractéristiques optiques dudit composant. D'autres avantages ressortiront de la description détaillée de l'invention qui va suivre. DESCRIPTION DES FIGURES La présente invention est illustrée par des exemples non limitatifs sur les Figures jointes, dans lesquelles des références identiques indiquent des éléments similaires: La Figure 1 est une vue partielle en coupe illustrant schématiquement un dispositif d'illumination comportant un support de composant optique selon l'invention; La Figure 2 est une vue en perspective représentant schématiquement un support de composant optique selon un mode de réalisation de l'invention, support sur lequel repose un composant d'homogénéisation d'un faisceau lumineux sous la forme d'une 15 pyramide à sommet tronqué; La Figure 3 est une vue en perspective représentant schématiquement un support de composant optique selon un autre mode de réalisation de l'invention; Les Figures 4 à 6 représentent différentes vues en perspective et en coupe de côté et de dessus montrant schématiquement un support de composant optique selon 20 encore un autre mode de réalisation de l'invention; et La Figure 7 représente schématiquement un exemple d'utilisation de l'invention dans une machine de stéréo-lithographie. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 25 La Figure 1 est une vue partielle en coupe illustrant schématiquement un dispositif d'illumination 1. Le dispositif d'illumination 1 comporte une source de lumière 2 et un moyen d'homogénéisation 3 d'un faisceau lumineux 4. Dans l'exemple tel qu'illustré à la Figure 1, il peut en outre comporter des moyens de collimation 5 du faisceau 30 lumineux 4, des moyens de traitement numérique 6 du faisceau lumineux (DLP) et un objectif de projection 7. La source de lumière 2 est une diode électroluminescente (LED). Le moyen d'homogénéisation 3 du faisceau lumineux 4 comporte un composant optique d'homogénéisation 8, un support de composant optique 9 et une optique de sortie 10 lesquels sont supportés dans un tube 11. Le moyen d'homogénéisation 3 du faisceau lumineux 4 est couplé en entrée à la source de lumière 2. Les moyens de collimation 5 du faisceau lumineux 4 sont couplés au moyen d'homogénéisation 3 du faisceau lumineux 4 et dirigent le faisceau lumineux 4 vers l'objectif de projection 7. Les moyens de collimation 5 comprennent de manière connue des ensembles de lentilles et des miroirs (qui ne sont pas représentés en détails). Les moyens de traitement numérique 6 du faisceau lumineux 4 (désignés par le sigle DLP pour le terme anglais Digital Light Processing) comportent de manière connue une puce comprenant des miroirs orientables (par exemple plusieurs millions de miroirs). Chaque miroir a deux orientations possibles: une première orientation où il réfléchit la lumière provenant de la source lumineuse vers l'objectif de projection 7, et une seconde orientation où il réfléchit ladite lumière vers une surface absorbante. Par conséquent, les moyens de traitement numérique 6 du faisceau lumineux 4 permettent de générer un motif en sortie du dispositif d'illumination 1 qui est projeté vers une surface de projection 12. Le support de composant optique 9 qui maintient le composant optique 8 dans le dispositif d'illumination 1, plus précisément dans le tube 11 du moyen d'homogénéisation 3 et qui fait l'objet de la présente invention va maintenant être décrit en détails en relation avec les Figures 2 à 6. Le support de composant optique 9 constitue un moyen de maintien en position du composant optique dans un dispositif d'illumination, permettant de minimiser les forces qui s'exercent sur le composant optique évitant par là-même l'application d'une pression dégradant de façon significative au moins une caractéristique optique du composant optique. La Figure 2 est une vue en perspective représentant schématiquement le support de composant optique 9 selon un mode de réalisation de l'invention. La Figure 2 illustre le support 9 sur lequel repose un composant optique 8. Dans cet exemple, le composant optique 8 est un composant d'homogénéisation du faisceau lumineux ayant la forme d'une pyramide à sommet tronqué. Le composant optique 8 a une dimension longitudinale L supérieure à une dimension transversale T. Il comporte une surface d'entrée 13 du faisceau lumineux 4 incident provenant de la source de lumière LED 2. Il comporte également une surface de sortie 14 d'un faisceau lumineux 4 transmis, c'est-à-dire un faisceau de lumière ayant subi une homogénéisation. Les caractéristiques optiques du composant 8 subissent une dégradation si une force de pression est exercée sur lui, par exemple par le support 9. Il peut en résulter une perte d'homogénéité du faisceau lumineux 4 transmis, et/ou une perte de transmission lorsque le composant optique 8 est soumis à une pression due par exemple à l'action de la gravité sur le composant optique 8 reposant sur une surface plane ou d'un mandrin de serrage. Le support 9 comporte un berceau 20 s'étendant selon une direction longitudinale X du composant optique 8. Le berceau 20 est agencé de façon à ne pas exercer de pression sur la surface d'entrée 13 et la surface de sortie 14. Le berceau 20 comporte plusieurs éléments d'appui 21 en saillie. Les éléments d'appui 21 sont agencés de façon à supporter le composant optique 8 selon deux 15, 16 de ses surfaces latérales 15, 16, 17, 18. Chaque élément d'appui 21 en saillie comporte une surface d'appui 22 sensiblement ponctuelle. Bien évidemment, une surface d'appui 22 totalement ponctuelle est difficilement réalisable dans la pratique. Afin de minimiser les forces de pression exercées sur le composant optique 8, tout élément d'appui dont on aura minimisé la surface d'appui 22 pour tendre vers un contact ponctuel conviendra dans le cadre de la présente invention. A cet égard, un élément d'appui 21 tel qu'un pointeau, un picot, un pion de positionnement, un bossage, un plot, ou même un patin pourrait convenir. Chaque élément d'appui 21 peut être prévu dans la masse du berceau 20 ou être positionné dans un alésage 23 débouchant ou non débouchant du berceau 20 (voir les Figures 4 à 6). A titre d'exemple, pour une pyramide de longueur 80 mm, chaque pion de positionnement peut représenter une surface d'appui 22 de l'ordre de 1 mm2. Ainsi, avec l'invention, il est possible de maintenir la pyramide avec un minimum de contact. Le support de composant optique 9 est intégré dans le tube 11. Divers alésages 24 sont prévus pour recevoir des moyens de couplage et de réglage 25 entre le support 9 et le tube 11 (voir Figure 1). Il peut par exemple s'agir de vis de fixation et de réglage, par exemple des vis micrométriques. La Figure 3 est une vue en perspective représentant schématiquement un support de composant optique 9 selon un autre mode de réalisation de l'invention. Sur cette vue, le composant optique est omis pour des raisons de clarté. Selon ce mode de réalisation, le berceau 20 du support de composant optique 9 est réalisé sous la forme d'un berceau monobloc. Le berceau 20 comporte une cornière en L destiné à maintenir deux surfaces latérales du composant optique 8. La Figure 4 représente une vue en perspective illustrant schématiquement un support de composant optique 9 selon encore un autre mode de réalisation de l'invention. Les Figures 5 et 6 représentent des vues en coupe respectivement de côté et de dessus montrant schématiquement le support de composant optique 9 selon cet autre mode de réalisation. Selon ce mode de réalisation, le berceau 20 du support de composant optique 9 est réalisé sous la forme d'un berceau allégé. Le berceau 20 comporte deux pièces 26, 27 sensiblement en forme de L. La première pièce 26 en forme de L est placée proche de la surface d'entrée 13 du composant optique 8 (visible sur la Figure 2). La seconde pièce 27 en forme de L est placée proche de la surface de sortie 14 du composant optique 8 (visible sur la Figure 2). Les deux pièces 26, 27 en forme de L sont couplées l'une à l'autre par au moins une poutre, de préférence deux poutres 28, 29. Quel que soit le mode de réalisation, le berceau 20 peut en outre comporter au moins un clip de fixation 30. La Figure 3 illustre un berceau comportant deux clips de fixation 30. Ceux-ci sont en partie visibles et matérialisés en traits pointillés sur le mode de réalisation présenté. Le clip de fixation 30 est agencé de façon à maintenir le composant optique 8 selon au moins une autre surface latérale 17, 18, c'est-à-dire une surface latérale 17, 18 différente des deux surfaces latérales 15, 16 s'appuyant dans le berceau 20 (voir la Figure 2). Sur la figure 3, l'un des clips de fixation 30 est positionné verticalement et est associé à une surface latérale 17 sensiblement verticale, l'autre des clips de fixation 30 est positionné horizontalement et est associé à une surface latérale 18 sensiblement horizontale. Le clip de fixation 30 comporte un autre élément d'appui 31 en saillie agencé de façon à toucher le composant optique 8 selon cette autre surface latérale 17, 18. De la même manière que pour les éléments d'appui du berceau, cet autre élément d'appui en saillie 31 comporte une surface d'appui 22 sensiblement ponctuelle. Il peut être réalisé par un bossage (non visible sur les Figures) pratiqué dans le clip de fixation 30. D'autres éléments d'appui sont également possible comme par exemple un pointeau, un picot, un pion de positionnement, un plot, ou un patin. Chaque clip de fixation 30 peut être supporté par un élément constitutif du berceau et fixé à celui-ci. Dans l'exemple de la Figure 3, le berceau 20 comporte deux épaulements, un épaulement vertical 32 et un épaulement horizontal 33, chacun muni d'un méplat et d'un moyen de fixation 34 (par exemple point de colle ou vis) permettant de jouer ce rôle. Quel que soit le mode de réalisation, un point de colle peut être intercalé entre l'élément d'appui en saillie 21; 31 et la face latérale associée 15, 16 ; 17, 18. Ceci permet de bloquer une translation du composant optique 8 selon la direction longitudinale X. La Figure 7 illustre de manière schématique un exemple d'utilisation du dispositif d'illumination 1 selon l'invention dans une machine de stéréo-lithographie 40 dans lequel la source est une diode électroluminescente LED. Une machine de stéréo-lithographie 40 est un dispositif permettant de fabriquer des objets en trois dimensions 41 à partir de l'image numérique d'un modèle. Plus précisément, une machine de stéréo-lithographie 40 fabrique un objet tridimensionnel 41 couche par couche en provoquant le durcissement d'un matériau sensible à la lumière, par exemple une résine photosensible 42. A cet effet, la machine de stéréo-lithographie 40 comporte un dispositif d'illumination 1 qui permet d'exposer à la lumière une zone définie dudit matériau sensible afin de former lesdites couches. Dans l'exemple représenté à la Figure 7, la machine de stéréo-lithographie 40 comporte un contenant 43, un plateau 44, un moyen de déplacement du plateau 45, le dispositif d'illumination 1 et un dispositif de contrôle 46. Le contenant 43 est une sorte de cuve ouverte vers le haut remplie de résine photosensible 42. Le plateau 44 est un support sur lequel un objet tridimensionnel 41 peut être supporté lors de la fabrication. Le moyen de déplacement du plateau 45 est un élévateur permettant de déplacer verticalement le plateau 44 dans le contenant 43. Le dispositif d'illumination 1 génère un faisceau lumineux 4 destiné à provoquer le durcissement d'une couche de matériau sensible à la lumière 42. Le dispositif d'illumination 1 permet d'illuminer uniformément dans un plan horizontal une zone complète 47 de la couche en cours de fabrication. Le dispositif de contrôle 46 comporte un micro-processeur, une mémoire, divers périphériques d'entrée/sortie (clavier, écran, ports de communication, lecteur d'un support de données numérique, etc...) et une interface avec le moyen de déplacement du plateau 45 et le dispositif d'illumination 1. Il s'agit par exemple d'un micro-ordinateur lequel contrôle le fonctionnement du moyen de déplacement du plateau 45 et du dispositif d'illumination 1 pour fabriquer l'objet tridimensionnel 41 couche par couche à partir de données correspondantes à une représentation numérique du modèle à reproduire, réalisée typiquement sous la forme d'un fichier de type STL (désignés par le sigle STL pour le terme anglais Standard Tessellation Language). La représentation numérique du modèle peut être obtenue à partir d'un modèle physique à reproduire ou par un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO). Le dispositif de contrôle 46, ses éléments constitutifs, leurs agencements et la manière dont ils coopèrent pour faire fonctionner la machine de stéréo-lithographie 40 ne sont pas propres à l'invention, sont bien connus et ne seront pas décrits plus en détails. La machine de stéréo-lithographie 40 fonctionne de la manière suivante. Le plateau 44 est tout d'abord positionné légèrement en dessous de la surface du matériau sensible à la lumière 42. La première couche de l'objet tridimensionnel 41 est fabriquée en soumettant la résine photosensible 42 au faisceau lumineux 4 correspondante à la première zone à reproduire, générée par le dispositif d'illumination 1. Une fois la première couche de l'objet tridimensionnel 41 fabriquée, le plateau 44 supportant la première couche de l'objet tridimensionnel 41 est abaissé dans le contenant. La deuxième couche de l'objet tridimensionnel 41 est alors fabriquée par illumination de la zone correspondante à durcir par le faisceau lumineux 4. Les étapes d'illumination entrainant le durcissement des couches et d'abaissement du plateau 44 se répètent ainsi de suite jusqu'à la fabrication de la dernière couche de l'objet tridimensionnel 41. Une fois l'objet tridimensionnel 41 terminé, il peut être retiré du contenant 43. Si l'objet tridimensionnel 41 à fabriquer a une extension dans le plan horizontal supérieure à la zone d'illumination maximum possible avec le dispositif d'illumination 1, alors plusieurs zones sont successivement soumises au faisceau lumineux 4 afin de construire la couche en totalité. Dans ce cas, le dispositif d'illumination 1 est monté mobile sur une table afin d'être correctement positionné dans son plan horizontal. Le positionnement du dispositif d'illumination 1 est contrôlé par le dispositif de contrôle 46. Il est à noter qu'une machine de stéréo-lithographie 40 comportant un dispositif d'illumination 1 avec une diode électroluminescente LED selon l'invention est particulièrement fiable et rapide. En effet, dans ce cas, la zone est illuminée en une fois et il n'est pas nécessaire de balayer la zone à illuminer comme cela serait le cas avec une machine de machine de stéréo-lithographie utilisant un faisceau laser. Les Figures et leurs descriptions faites ci-dessus illustrent l'invention plutôt qu'elles ne la limitent. En particulier, l'invention vient d'être décrite en relation avec un exemple particulier d'application à une machine de stéréo-lithographie. Néanmoins, il est évident pour un homme du métier que l'invention peut être étendue à d'autres applications, de manière générale à toutes applications nécessitant l'utilisation d'un composant optique dont les caractéristiques optiques se dégradent lorsqu'une pression est exercée par le support destiné à maintenir ledit composant optique en position. En outre, même si le composant optique représenté est une pyramide à sommet tronqué comportant quatre surfaces latérales, un homme du métier comprendra que l'invention n'est pas limitée à ce composant optique particulier. Les signes de références dans les revendications n'ont aucun caractère limitatif. Les verbes "comprendre" et "comporter" n'excluent pas la présence d'autres éléments que ceux listés dans les revendications. Le mot "un" précédant un élément n'exclue pas la présence d'une pluralité de tels éléments. REVENDICATIONS1. Un support (9) de composant optique (8), ledit composant optique (8) ayant une dimension longitudinale (L) supérieure à une dimension transversale (T), une surface d'entrée (13) d'un faisceau lumineux (4) incident et une surface de sortie (14) d'un faisceau lumineux (4) transmis et des surfaces latérales (15, 16, 17, 18), caractérisé en ce qu'il comporte un berceau (20) s'étendant selon une direction longitudinale (X) du composant optique (8), le berceau (20) étant agencé de façon à ne pas exercer de pression sur la surface d'entrée (13) et la surface de sortie (14), le berceau (20) comportant plusieurs éléments d'appui (21) en saillie agencés de façon à supporter le composant optique (8) selon deux surfaces latérales (15, 16), chaque élément d'appui (21) en saillie comportant une surface d'appui (22) sensiblement ponctuelle. 2. Le support de composant optique selon la revendication 1, dans lequel le berceau (20) est un berceau monobloc comportant une cornière en L. 3. Le support de composant optique selon la revendication 1, dans lequel le berceau (20) est un berceau allégé comportant deux pièces sensiblement en forme de L (26, 27), l'une (26) placée proche de la surface d'entrée (13), l'autre (27) placée proche de la surface de sortie (14), les deux pièces étant couplées l'une à l'autre par au moins une poutre (28, 29). 4. Le support de composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le berceau (20) comporte en outre au moins un clip de fixation (30) agencé de façon à maintenir le composant optique (8) selon au moins une autre surface latérale (17, 18), ledit clip de fixation (30) comportant un autre élément d'appui (31) en saillie agencé de façon à contacter le composant optique (8) selon ladite autre surface latérale (17, 18), ledit autre élément d'appui (31) en saillie comportant une surface d'appui (22) sensiblement ponctuelle. 5. Le support de composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque élément d'appui (21, 31) en saillie est choisi parmile groupe comportant un pointeau, un picot, un pion de positionnement, un bossage, un plot, ou un patin. 6. Le support de composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un point de colle est intercalé entre l'élément d'appui (21, 31) en saillie et ladite surface latérale (15, 16, 17, 18). 7. Le support de composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le composant optique (8) est un composant 10 d'homogénéisation du faisceau lumineux, ayant une forme de pyramide à sommet tronqué. 8. Le support de composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (9) de composant optique (8) est intégré dans un 15 tube (11) support. 9. Un dispositif d'illumination (1) comportant une source (2) et un composant optique (8), la source (2) émettant un faisceau lumineux (4) en direction du composant optique (8), le dispositif d'illumination (1) est caractérisé en ce que le 20 composant optique (8) est maintenu dans le dispositif d'illumination (1) par un support (9) de composant optique selon l'une des revendications 1 à 8. 10. Utilisation d'un dispositif d'illumination (1) selon la revendication 9 dans une machine de stéréo-lithographie (40) dans lequel la source (2) est une diode 25 électroluminescente LED.