Brevet FR3032056A1 — publié le 20160729

Description La présente invention concerne une source à miroirs destinée à être utilisée en milieu scolaire aux fins d'étudier la synthèse additive des couleurs. Etat des sachant : Le principe des sources à miroirs repose sur une boite disposant de trois ouvertures, une frontale, et deux latérales. A l'endroit des ouvertures latérales, sont positionnés des volets qui disposent de miroirs extérieurs. Une source lumineuse est placée à l'intérieur de la boite et diffuse sa lumière à travers les trois ouvertures. Devant chaque ouverture sont placés des filtres représentant chacun soit le jeu des couleurs primaires (rouge, vert, bleu), soit encore le jeu des couleurs secondaires (jaune, cyan, magenta). Le principe de fonctionnement de l'appareil est de faire varier la position des volets latéraux aux fins d'orienter les lumières latérales dans le champ ou hors champ de la lumière centrale diffusée, les dites lumières latérales étant reflétées dans les miroirs extérieurs. Les sources à miroirs ont souvent une seconde application d'étude de l'optique géométrique, en ce que : les volets latéraux sont repliés aux fins d'obstruer les ouvertures latérales, l'ouverture frontale reçoit une plaque d'obstruction qui dispose de plusieurs fentes qui permettent de diffuser la lumière à des points précis, - la plaque d'obstruction frontale reçoit devant les fentes une lentille de diffusion primaire qui forme des traits de lumière parallèles. Le principe de fonctionnement en étude d'optique géométrique est de positionner une lentille secondaire à distance et dans l'axe de la lentille primaire aux fins de vérifier l'orientation du faisceau lumineux après diffusion dans les lentilles secondaires. Selon la lentille secondaire utilisée (convexe, concave...) les faisceaux auront des orientations différentes. Habituellement la source lumineuse employée repose sur la technologie des lampes halogènes. L'avantage de cette technologie est de permettre une diffusion lumineuse à 360 degrés, qui diffuse de fait les trois ouvertures. La limite de cette technologie halogène est de provoquer une surchauffe qui peut endommager les filtres de couleurs. De plus cette technologie peut être rapidement condamnée pour des raisons de sécurité environnementale. De récentes études ont été menées en vue d'intégrer la technologie de lampe à LED en lieu des ampoules halogènes. La difficulté de cette technologie est que l'angle de diffusion de la lumière n'est plus que de 140 degrés et ne permet donc plus d'alimenter les trois ouvertures. Pour pallier cette limite de couverture d'angle lumineux, des solutions ont été étudiées pour utiliser une ampoule à plusieurs facettes de LED diffusant les trois ouvertures. Si cette technologie de lampes LED additionnelles est parfaitement au point pour réaliser des études de synthèse additive des couleurs, elle est inopérante 3032056 2 pour réaliser des études d'optique géométrique. En effet, la source lumineuse étant composée de plusieurs LED, les LED qui ne sont pas posées devant l'ouverture frontale produisent des faisceaux parasites qui influent négativement sur les faisceaux en sortie frontale. 5 Description de l'invention : La présente invention concerne une source à miroirs utilisant une LED unique et reposant sur les mêmes mécanismes que ceux décrits ci-dessus. Elle se diffère toutefois en ce qu'elle est caractérisée dans sa conception par : l'emploi d'une LED unique diffusant à 140 degrés et positionnée face à l'ouverture frontale, 10 à l'intérieur du boitier, et de part et d'autre de l'ouverture frontale, deux miroirs fixes sont positionnés selon un angle approprié à pouvoir renvoyer la dite lumière vers les ouvertures latérales. Dans le fonctionnement de l'appareil et aux fins de pouvoir additionner l'étude d'optique géométrique à l'étude de synthèse additionnelle des couleurs, la LED est positionnée à distance égale à la focale de la 15 lentille primaire utilisée, tandis que l'angle de positionnement des miroirs intérieurs se fait en fonction de la distance de la LED et de la taille du boitier et de ses ouvertures. Cette règle de distance entre la LED et la focale est déterminante pour assurer un parfait parallélisme de chaque trait de lumière dans la fonction d'étude d'optique géométrique. Par exemple, dans le cas d'un boitier de 85 mm de large recevant une lentille primaire de focale 74mm, 20 la LED est positionnée à 74mm de la lentille primaire, tandis que les miroirs internes sont positionnés à 60 degrés de la partie frontale du boitier. Schéma 1/3 : source à miroirs et ses composants Schéma 2/3: source à miroirs positionnée pour l'étude additionnelle des couleurs / faisceaux 25 lumineux Schéma 3/3 : source à miroir positionnée pour l'étude d'optique géométrique Glossaire : A. boitier 30 B. ouverture frontale C. ouvertures latérales D. lampe LED E. miroirs internes F. volets et miroirs externes 35 G. plaque à fente avec lentille primaire H. faisceaux directs I. faisceaux indirects -