Appareil pour la production de faisceaux lumineux diversement colorés La présente invention concerne un appareil pour hi production sélective d'un faisceau lumineux coloré sui vant une parmi plusieurs couleurs possibles, prédétermi nées.
L'appareil suivant l'invention peut être utilisé pour projeter une lumière diversement colorée, par exemple pour l'éclairage d'une scène de théâtre ou d'un monu ment. Il est également utilisable pour constituer des signaux optiques tricolores, applicables entre autres à la signalisation routière ou ferroviaire. Cet appareil peut encore servir à l'équipement des tableaux de bord, des panneaux synoptiques de contrôle et plus généralement à tous les domaines du contrôle et de l'avertissement nécessitant une signalisation en plusieurs stades au moyen de couleurs conventionnelles.
On connaît différents appareils comportant des signaux tricolores. Ils présentent généralement trois fenê tres munies chacune d'une lampe garnie d'un verre teinté. Les trois fenêtres émettent ainsi des faisceaux lumineux de couleurs différentes. Un dispositif de com mande permet d'allumer chaque lampe individuellement pour fournir l'indication correspondante. L'aménage ment est sensiblement le même pour la signalisation ,;t pour les tableaux de bord et de contrôle.
Par ailleurs, on connaît différents appareils de pro jection de lumières colorées. Ils comportent le plus sou vent un barillet, ou un coulisseau, muni de filtres colorés de couleurs différentes, déplaçables devant un faisceau de lumière blanche émis par une source logée dans l'ap pareil. Le déplacement du porte-filtre est commandé manuellement ou automatiquement.
Les appareils précités servant à la signalisation sont relativement volumineux, peu esthétiques, souvent bruyants et sujets à des pannes ou à des déréglages.
La présente invention vise à remédier, de façon simple, à ces inconvénients et limitations. Suivant l'invention, l'appareil pour la production sélective d'un faisceau lumineux coloré suivant plusieurs couleurs possibles, est caractérisé en ce qu'il comprend deux sources lumineuses produisant des faisceaux de couleurs différentes, dont les axes concourants forment entre eux un angle sensiblement droit, un diviseur optique placé au point de rencontre des faisceaux et orienté sen siblement suivant leur bissectrice, cet appareil compre nant encore une fenêtre ménagée suivant l'axe de l'un des faisceaux au-delà du diviseur précité, et des moyens pour alimenter séparément ou simultanément les sources lumineuses.
De préférence, le diviseur optique est constitué par un filtre dichroïque. Dans le cas d'un appareil tricolore, il est avantageusement prévu deux sources lumineuses engendrant des faisceaux dont les couleurs appartiennent chacune à deux moitiés différentes du spectre visible en rapport avec le spectre de transmission du filtre dichroï- que lequel possède, comme l'on sait, la propriété de réfléchir la couleur complémentaire de celle qu'il trans met.
Dans ces conditions, les sources lumineuses sont pla cées de manière telle que le faisceau de l'une soit trans mis et celui de l'autre réfléchi. Lorsque les deux sources sont éclairées en même temps, on obtient un faisceau d'une tierce couleur correspondant à la synthèse additive des deux couleurs appartenant chacune à deux moitiés différentes du spectre visible et dont l'intensité lumineuse est pratiquement doublée.
L'appareil peut comprendre encore un commutateur rotatif permettant d'alimenter, soit individuellement, soit simultanément, les lampes dans un ordre déterminé. On peut ainsi obtenir très simplement, cycliquement ou non, les trois couleurs, au moyen de deux sources lumineuse seulement.
Il a été trouvé encore suivant un perfectionnement, q u 'il éu ait possible d'augmenter notablement le nombre des couleurs possibles sans augmenter proportionnelle ment le nombre des sources lumineuses et sans accroître notablement l'encombrement ni la complication de l'ap pareil.
Suivant une variante, l'appareil peut comprendre une troisième source lumineuse produisant également un faisceau coloré dont l'axe est aligné avec celui.d'une des deux sources précitées et un second filtre dichroïque dis posé suivant l'autre bissectrice de l'angle des axes des faisceaux lumineux colorés.
Suivant qu'une, deux ou trois des sources sont allu mées et compte tenu des diverses permutations possibles, on peut obtenir de la sorte sept lumières colorées diffé rentes.
Selon une réalisation préférée, les sources lumineuses produisent des faisceaux respectivement de couleur rouge, verte et bleue, tandis que le filtre dichroïque qui reçoit sur 1a même face les lumières verte et bleue est tel qu'il laisse passer ces couleurs et qu'il réfléchisse le rouge, alors que l'autre filtre, qui reçoit sur la même face les lumières rouge et verte est tel qu'il laisse passer ces couleurs et qu'il réfléchisse le bleu. Outre les trois cou leurs précédentes, on peut alors obtenir le cyan, le jaune. le rose et le blanc.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, on a représenté diverses réalisations de l'in vention.
La fig. 1 est la vue en perspective d'un appareil de signalisation routière pour piétons monté sur un support ; la fig. 2 est la vue de face à plus grande échelle de l'appareil ; la fig. 3 est la coupe suivant 111-I11 de la fig. 2 ; la fig. 4 est un schéma des circuits électriques de l'appareil ; les fig. 5 à 7 sont des schémas explicatifs des trois modes de fonctionnement de l'appareil en question ; la fig. 8 est une vue analogue à la fig. 1 d'un appareil produisant sept couleurs.
En se reportant aux fig. 1 à 3, on voit que l'appareil de signalisation 1 pour piétons, qui est monté sur un support 2 comprend un boîtier opaque 3 à l'intérieur duquel sont logées deux sources lumineuses constituées par des lampes électriques 4 et 5 produisant des faisceaux concentrés par les miroirs concaves 9, 10 et dont les axes concourants forment entre eux un angle sensiblement droit.
Ces faisceaux traversent respectivement les écrans en verre coloré, 6 vert et 7 rouge.
Un diviseur optique 8, constitué par un filtre dichroï- que, est placé au point de rencontre 0 des faisceaux et orienté sensiblement suivant leur bissectrice. Le filtre 8 qui est constitué, comme l'on sait par une plaque trans parente recouverte d'un dépôt métallique, tel que molyb dène ou cobalt, est prévu pour transmettre le vert et réfléchir le rouge.
Le boîtier 3 présente, au-delà du diviseur 8, une fenêtre<B>11,</B> disposée suivant l'axe du faisceau émis par la lampe 4 et garnie d'une lentille directionnelle 12 du type des lentilles de Fresnel.
Le boîtier 3 présente aussi une lucarne 13 comportant un découpage de lettres tel que le mot STOP. Entre la lampe 5 et la lucarne 13 est interposé un écran rouge 14.
A l'intérieur du boîtier 3 est logé le mécanisme d'ali mentation des lampes, constitué par un commutateur rotatif 15 dont la rotation est commandée par un moteur synchrone 16. Le commutateur rotatif 15 comprend (fig. 4) deux plots semi-circulaires 18 et 19, séparés l'un de l'autre par des intervalles inégaux 21 et 22, et un rupteur sec- toral 23, tournant autour d'un axe 24 commandé par le moteur 16.
Dans la rotation, le bras du rupteur 23 vient successi vement au contact des plots 18 et 19.
La largeur du rupteur 23 est plus grande que l'inter valle 21 et plus petite que l'intervalle 22. Ainsi est-il en contact avec les deux plots 18 et 19 lorsqu'il passe en regard de l'intervalle 21 (position 23a) et il n'est en contact avec aucun plot en regard de l'intervalle 22 (posi tion 23b).
Les conducteurs électriques sont logés dans le tube 17 placé à l'intérieur du support 2. Le conducteur 25 est raccordé à l'axe 24 du rupteur 23 et comporte un inter rupteur 26. Le conducteur 27 est relié en parallèle aux plots 18, 19 à travers les lampes 4 et 5.
Le fonctionnement est le suivant Lorsque la lampe 4 est seule allumée (fig. 5), elle produit au-delà de l'écran 6 un faisceau vert V qui tra verse le filtre dichroïque 8 conformément aux propriétés de ces filtres puis est dirigée à l'extérieur par la lentille 12.
Lorsque la lampe 5 est seule allumée (fig. 6) le fais ceau rouge R, émis par l'écran 7, est réfléchi par le filtre dichroïque 8, conformément aux propriétés de ces filtres. puis est dirigé à l'extérieur par la lentille 12.
Lorsque les deux lampes 4 et 5 sont allumées simul tanément (fig. 7), les faisceaux vert V et rouge R don nent par synthèse additive un faisceau jaune J qui est dirigé à l'extérieur par la lentille 12.
Dans le fonctionnement, le bras du rupteur 23 étant. par exemple, initialement en regard du grand intervalle 22, les deux lampes sont éteintes.
Le moteur 16 tournant, le rupteur 23 dans sa rota tion dans le sens de la flèche F, vient au contact du plot 18, la lampe 4 s'allume et un faisceau vert est émis.
La rotation continuant, le rupteur 23 vient en regard de l'intervalle court 21, 1e courant passe par les deux plots 18 et 19, les deux lampes 4 et 5 sont allumées et un faisceau jaune est émis.
Au stade suivant, le contact n'est plus établi que par le plot 19, la lampe 5 seule est allumée et un faisceau rouge est émis.
On retrouve donc la séquence habituelle des feux prévus pour la circulation.
Pendant toute la durée de l'allumage de la lampe 5, un faisceau secondaire, émis par elle, traverse l'écran rouge 14, puis la lucarne 13 et l'inscription apparaît en rouge.
Les avantages sont les suivants.
L'appareil ne comporte qu'une seule fenêtre et une seule lentille, ce qui fatigue moins et permet d'éviter le phénomène d'oubli qui est possible avec trois fenêtres.
11 n'y a que deux lampes pour trois couleurs. L'appareil a un encombrement moindre, un poids plus faible que les appareils usuels, et son prix de revient est réduit en conséquence.
Le faisceau jaune a une intensité sensiblement double de celle de chacun des faisceaux constituants. Ceci est particulièrement important en matière de signalisation car l'attention est ainsi appelée sur l'approche du rouge.
Par ailleurs, les filtres colorés placés en avant des lampes peuvent être de différentes couleurs ou avoir diverses bandes de transmission et le même appareil peut avoir des applications autres que la signalisation. telles que l'éclairage d'un objet, d'un monument ou d'une scène de théâtre.
Enfin l'appareil en modèle réduit est utilisable comme témoin tricolore pour l'équipement des tableaux de bord, des tableaux synoptiques de contrôle et dans tous les domaines du contrôle et de l'avertissement néces sitant une signalisation optique colorée en trois stades.
L'invention n'est évidemment pas limitée à l'exemple décrit, et il est possible d'y apporter des variantes d'exé cution.
Ainsi le diviseur optique peut être constitué par un miroir semi-transparent au lieu du filtre dichroïque. Par ailleurs, 1e moteur assurant la rotation du com mutateur peut être remplacé, ou encore doublé, par une commande manuelle.
Des lucarnes avec inscriptions peuvent égaiement être éclairées par le faisceau vert et par le jaune.
Les longueurs respectives des plots et des deux écar tements peuvent assurer des durées d'éclairage différen tes, le passage du rouge au vert pouvant comporter une émission jaune au lieu d'une extinction.
Les écrans colorés peuvent être supprimés et rempla cés par des lampes à parois colorées.
Dans la réalisation d'un appareil à sept couleurs, tel que celui de la fig. 8, où les mêmes organes sont pour vus des mêmes références, il est prévu un filtre dichroï- que 8 orienté suivant la bissectrice de l'angle des axes optiques précédents et centré en O. Le filtre 8 est tel qu'il réfléchisse le rouge et laisse passer le vert et le bleu.
L'appareil ainsi agencé permet d'obtenir les trois couleurs vert, rouge et orangé. Par l'adjonction d'une source lumineuse supplémentaire 51 de lumière blanche, d'un troisième écran coloré 52, de couleur bleue et d'un second filtre dichroïque 53, prévus par la présente addi tion, il est possible d'obtenir quatre couleurs supplémen taires, ainsi qu'on va le voir.
La source 51 comporte un miroir concave 54 dont l'axe optique est confondu avec l'axe X-X de la source 5, ces deux sources étant disposées symétriquement par rapport à l'axe Y-Y.
L'écran bleu 52 est symétrique de l'écran rouge 7 par rapport à l'axe Y-Y.
Le filtre dichroïque 53, centré relativement au point 0, est choisi de façon à réfléchir le bleu et à laisser passer le vert et le rouge. Ce filtre est en deux parties 53a, 53b orthogonales au filtre 8 et collées le long de celui-ci. L'ensemble des filtres 8 et 53 est maintenu par une monture ajourée 55. La fenêtre 11 est encore garnie d'un verre dépoli 56 adjacent à la lentille 12.
Les sources lumineuses 4, 5 et 51 sont alimentées en parallèle à partir d'une source 57 par des interrupteurs 58, 59, 60 propres à chaque source et pouvant être actionnés indépendamment les uns des autres, par exem ple par commande manuelle.
Dans ces conditions, l'alimentation sélective des sources 4, 5 et 51 provoque l'émission des faisceaux colo rés suivants
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On voit ainsi que les moyens prévus par le perfec tionnement permettent, dans le cadre de la combinaison prévue, d'obtenir les quatre couleurs supplémentaires jaune, cyan, rose et blanc.
L'appareil ainsi réalisé peut être utilisé notamment pour les éclairages scéniques.
Bien entendu, on pourrait encore remplacer les inter rupteurs manuels 58, 59, 60 par des contacteurs à com mande par bouton-poussoir, le pupitre de commande comportant alors un bouton pour chaque couleur, et les boutons correspondant aux couleurs composites action nant simultanément deux ou trois interrupteurs dans le cas du blanc.
Apparatus for producing variously colored light beams The present invention relates to an apparatus for selectively producing a colored light beam according to one of several possible, predetermined colors.
The apparatus according to the invention can be used for projecting variously colored light, for example for lighting a theater stage or a monument. It can also be used to constitute tricolor optical signals, applicable inter alia to road or rail signaling. This device can also be used to equip dashboards, synoptic control panels and more generally in all areas of control and warning requiring signaling in several stages by means of conventional colors.
Various devices are known comprising tricolor signals. They generally have three windows each equipped with a lamp with tinted glass. The three windows thus emit light beams of different colors. A control device allows each lamp to be turned on individually to provide the corresponding indication. The layout is essentially the same for the signaling,; t for the instrument panels and control panels.
Furthermore, various devices for projecting colored lights are known. They most often include a barrel, or a slide, provided with colored filters of different colors, movable in front of a beam of white light emitted by a source housed in the apparatus. The movement of the filter holder is controlled manually or automatically.
The aforementioned devices used for signaling are relatively bulky, unattractive, often noisy and subject to breakdowns or maladjustments.
The present invention aims to remedy, in a simple manner, these drawbacks and limitations. According to the invention, the apparatus for the selective production of a light beam colored according to several possible colors, is characterized in that it comprises two light sources producing beams of different colors, the concurrent axes of which form an angle between them. substantially straight, an optical splitter placed at the point where the beams meet and oriented appreciably along their bisector, this device also comprising a window formed along the axis of one of the beams beyond the aforementioned splitter, and means for supply the light sources separately or simultaneously.
Preferably, the optical divider consists of a dichroic filter. In the case of a three-color device, there are advantageously provided two light sources generating beams, the colors of which each belong to two different halves of the visible spectrum in relation to the transmission spectrum of the dichroic filter which has, as one knows, the property of reflecting the color complementary to that which it transmits.
Under these conditions, the light sources are placed in such a way that the beam of one is transmitted and that of the other is reflected. When the two sources are illuminated at the same time, we obtain a beam of a third color corresponding to the additive synthesis of the two colors each belonging to two different halves of the visible spectrum and of which the light intensity is practically doubled.
The apparatus may also include a rotary switch making it possible to supply the lamps, either individually or simultaneously, in a determined order. It is thus possible to obtain very simply, cyclically or not, the three colors, by means of two light sources only.
It has also been found, following an improvement, that it was possible to significantly increase the number of possible colors without proportionally increasing the number of light sources and without significantly increasing the size or the complication of the apparatus.
According to a variant, the apparatus may comprise a third light source also producing a colored beam whose axis is aligned with that of one of the two aforementioned sources and a second dichroic filter arranged along the other bisector of the angle axes of colored light beams.
Depending on whether one, two or three of the sources are on and taking into account the various possible permutations, it is possible to obtain seven different colored lights in this way.
According to a preferred embodiment, the light sources produce beams respectively of red, green and blue color, while the dichroic filter which receives on the same face the green and blue lights is such that it allows these colors to pass and that it reflects. red, while the other filter, which receives the red and green lights on the same face, is such that it lets these colors pass and reflects the blue. In addition to the three previous colors, we can then obtain cyan, yellow. pink and white.
In the accompanying drawings, given by way of non-limiting examples, various embodiments of the invention have been shown.
Fig. 1 is the perspective view of a pedestrian traffic signaling device mounted on a support; fig. 2 is the front view on a larger scale of the device; fig. 3 is the section on 111-I11 of FIG. 2; fig. 4 is a diagram of the electrical circuits of the apparatus; figs. 5 to 7 are explanatory diagrams of the three operating modes of the device in question; fig. 8 is a view similar to FIG. 1 of a device producing seven colors.
Referring to fig. 1 to 3, we see that the signaling device 1 for pedestrians, which is mounted on a support 2 comprises an opaque housing 3 inside which are housed two light sources consisting of electric lamps 4 and 5 producing concentrated beams by the concave mirrors 9, 10 and whose concurrent axes form a substantially right angle between them.
These beams pass respectively through the colored glass screens, 6 green and 7 red.
An optical splitter 8, consisting of a dichroic filter, is placed at the point where the beams meet 0 and oriented substantially along their bisector. The filter 8 which is formed, as is known by a transparent plate covered with a metallic deposit, such as molybdenum or cobalt, is designed to transmit green and reflect red.
The housing 3 has, beyond the divider 8, a window <B> 11, </B> disposed along the axis of the beam emitted by the lamp 4 and furnished with a directional lens 12 of the type of Fresnel lenses.
The box 3 also has a skylight 13 comprising a cutout of letters such as the word STOP. Between the lamp 5 and the skylight 13 is interposed a red screen 14.
Inside the housing 3 is housed the lamp supply mechanism, consisting of a rotary switch 15, the rotation of which is controlled by a synchronous motor 16. The rotary switch 15 comprises (fig. 4) two semi-circular pads. 18 and 19, separated from each other by unequal intervals 21 and 22, and a branch switch 23, rotating about an axis 24 controlled by the motor 16.
In the rotation, the arm of the breaker 23 successively comes into contact with the pads 18 and 19.
The width of the breaker 23 is greater than the interval 21 and smaller than the interval 22. Thus it is in contact with the two pads 18 and 19 when it passes opposite the interval 21 (position 23a ) and it is not in contact with any stud facing the gap 22 (position 23b).
The electrical conductors are housed in the tube 17 placed inside the support 2. The conductor 25 is connected to the axis 24 of the switch 23 and comprises an switch 26. The conductor 27 is connected in parallel to the pads 18, 19 through lamps 4 and 5.
The operation is as follows When the lamp 4 is alone on (fig. 5), it produces beyond the screen 6 a green beam V which passes through the dichroic filter 8 in accordance with the properties of these filters and then is directed to the screen. 'outside through lens 12.
When the lamp 5 is only on (FIG. 6) the red beam R, emitted by the screen 7, is reflected by the dichroic filter 8, in accordance with the properties of these filters. then is directed outside by lens 12.
When the two lamps 4 and 5 are lit simultaneously (fig. 7), the green V and red R beams give by additive synthesis a yellow beam J which is directed outside by the lens 12.
In operation, the arm of the breaker 23 being. for example, initially opposite the large interval 22, both lamps are off.
With the motor 16 running, the switch 23 in its rotation in the direction of the arrow F, comes into contact with the stud 18, the lamp 4 lights up and a green beam is emitted.
As the rotation continues, the breaker 23 comes opposite the short interval 21, the current passes through the two pads 18 and 19, the two lamps 4 and 5 are on and a yellow beam is emitted.
At the following stage, contact is no longer established except by pin 19, lamp 5 alone is on and a red beam is emitted.
We therefore find the usual sequence of traffic lights.
Throughout the duration of the lighting of the lamp 5, a secondary beam, emitted by it, passes through the red screen 14, then the window 13 and the inscription appears in red.
The advantages are as follows.
The device has only one window and one lens, which is less tiring and avoids the phenomenon of forgetting which is possible with three windows.
There are only two lamps for three colors. The device has a smaller footprint, a lower weight than conventional devices, and its cost price is reduced accordingly.
The yellow beam has an intensity substantially twice that of each of the constituent beams. This is particularly important when it comes to signaling because attention is drawn to the approach of red.
Furthermore, the colored filters placed in front of the lamps may be of different colors or have different transmission bands and the same device may have applications other than signaling. such as the lighting of an object, a monument or a theater stage.
Finally, the device in a reduced model can be used as a three-color indicator for the equipment of instrument panels, control synoptic panels and in all areas of control and warning requiring colored optical signaling in three stages.
The invention is obviously not limited to the example described, and it is possible to provide alternative embodiments.
Thus the optical divider can be formed by a semi-transparent mirror instead of the dichroic filter. Furthermore, the motor ensuring the rotation of the switch can be replaced, or even doubled, by a manual control.
Skylights with inscriptions can also be illuminated by the green beam and by the yellow.
The respective lengths of the studs and of the two spacings can ensure different lighting durations, the change from red to green possibly involving a yellow emission instead of an extinction.
The colored screens can be omitted and replaced by lamps with colored walls.
In the embodiment of an apparatus with seven colors, such as that of FIG. 8, where the same components are seen from the same references, there is provided a dichroic filter 8 oriented along the bisector of the angle of the preceding optical axes and centered at O. The filter 8 is such that it reflects the red and lets through green and blue.
The apparatus thus arranged makes it possible to obtain the three colors green, red and orange. By the addition of an additional light source 51 of white light, of a third colored screen 52, of blue color and of a second dichroic filter 53, provided for by the present addition, it is possible to obtain four colors. additional, as we will see.
The source 51 comprises a concave mirror 54 whose optical axis coincides with the X-X axis of the source 5, these two sources being arranged symmetrically with respect to the Y-Y axis.
The blue screen 52 is symmetrical to the red screen 7 with respect to the Y-Y axis.
The dichroic filter 53, centered relative to the point 0, is chosen so as to reflect the blue and to allow the green and the red to pass. This filter is in two parts 53a, 53b orthogonal to the filter 8 and glued along the latter. The set of filters 8 and 53 is held by a perforated frame 55. The window 11 is further lined with a frosted glass 56 adjacent to the lens 12.
The light sources 4, 5 and 51 are supplied in parallel from a source 57 by switches 58, 59, 60 specific to each source and which can be actuated independently of one another, for example by manual control.
Under these conditions, the selective supply of sources 4, 5 and 51 causes the emission of the following colored beams
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It can thus be seen that the means provided by the improvement make it possible, within the framework of the planned combination, to obtain the four additional colors yellow, cyan, pink and white.
The apparatus thus produced can be used in particular for stage lighting.
Of course, the manual switches 58, 59, 60 could also be replaced by pushbutton-controlled contactors, the control panel then comprising a button for each color, and the buttons corresponding to the composite colors acting simultaneously two or three switches in the case of white.