EP1526327A1 - Ensemble optique et dispositif d'éclairage des champs d'opération - Google Patents

Ensemble optique et dispositif d'éclairage des champs d'opération Download PDF

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EP1526327A1
EP1526327A1 EP04292407A EP04292407A EP1526327A1 EP 1526327 A1 EP1526327 A1 EP 1526327A1 EP 04292407 A EP04292407 A EP 04292407A EP 04292407 A EP04292407 A EP 04292407A EP 1526327 A1 EP1526327 A1 EP 1526327A1
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optical
focusing
reflecting mirror
assemblies
assembly
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Christophe Marchese
Olivier Collot.
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Maquet SAS
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ALM SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/06—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/04—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/20—Lighting for medical use
    • F21W2131/205—Lighting for medical use for operating theatres

Definitions

  • Document FR-A-2 793 676 describes a device lighting comprising a housing in which are arranged a light bulb and optical assemblies. Each set optical includes a mirror and a porthole. The mirror is adapted to return a beam of light emitted by the bulb towards the porthole, which is adapted to focus the beam on a lighting plan.
  • This device does not allow to vary the size of the lighting spot for a given distance between the housing and the lighting plan.
  • the present invention aims to overcome the mentioned drawbacks, and to propose a package that allows a change in the size of the spot any lighting having a good return.
  • the subject of the invention is a set of aforementioned type, characterized in that the optical element of focusing is movable relative to the mounting bracket, and in that it comprises coupling means of the focusing optical element and the reflecting mirror for synchronized movement of the two.
  • Figure 1 shows a lighting device according to the invention designated by the general reference 2.
  • This device 2 is intended to illuminate a lighting field 4, such as a field of medical operation defined by a plan P.
  • the device 2 is adapted to create a lighting spot 6 in the plane P.
  • the device 2 is provided with a housing 10 comprising a housing 12 and a closure plate 14.
  • the housing 12 defines an opening 16 directed towards the plane P.
  • the plate closing 14 closes the opening 16 and is fully transparent. It is made in one piece by example plastic.
  • the housing 10 includes four lobes 18 and presents, in top view, a symmetrical shape general cross.
  • the housing 10 In the housing 10 are arranged two groups lighting 20 and 22.
  • Each of the lighting groups 20, 22 comprises a light bulb 24, 26 held in a fixture 28, 30 and four condensers 32, 34 known per se and arranged in the central part of the housing.
  • the condensers 32, 34 are adapted to generate four F1 and F2 light beams directed from the associated light bulb to the lobes 18 and defining central axes C-C.
  • Each of groups 20, 22 also comprises two mobile optical assemblies 36 and two optical assemblies 38. Each of these sets is located in one of the lobes 18 and is adapted to return one of the beams F1, F2 to the lighting plan P.
  • a moving optical assembly 36 is shown on the Figure 3.
  • This assembly 36 includes a mounting bracket 40, a reflecting mirror 42, and a focusing port 44.
  • the mounting bracket 40 is a shaped fitting inverted U fixed to the housing 12 and consisting of a core 46 which connects two arms 48, 50.
  • Each arm 48, 50 is provided with a lug 52, 54 movable in rotation about an axis X-X.
  • the reflecting mirror 42 is a plane mirror, extending in a mirror plane M.
  • the mirror 42 is reflecting in the field of visible light and transparent in the infrared range.
  • a treatment optical 56 known per se is arranged on the mirror, on the side opposite to the porthole ( Figure 1). This optical treatment 56 serves to send the infrared rays to the housing 12, so to evacuate energy from infrared rays.
  • the focusing port 44 extends along a plane port H which defines an angle between 40 ° and 50 ° with plane M.
  • the two planes H and M intersect according to a Y-Y intersection axis.
  • the porthole 44 comprises a first and a second dioptre arranged coaxially one behind the other in the direction of travel of the beams of F1 beams.
  • the first diopter is adapted to correct the aberrations optical and the second diopter is adapted to standardize F1 beam illumination.
  • the mirror 42 and the porthole 44 are fixed one to the other by two connecting plates 58, 60 of general shape triangular, extending perpendicular to the planes M and H. Each of the plates 58, 60 extends at one axial end the mirror 42 and the porthole 44.
  • the connecting plates 58,60, the mirror 42 and the porthole 44 thus form a prism to triangular section whose side facing the mirror 42 and the porthole 44 is open.
  • the radial position of the mirror 42 and the porthole 44, relative to the X-X axis, can be set.
  • a straight slot 62 is formed in each plate 58, 60.
  • the associated pin 52, 54 passes through the slot 62 and is immobilized in the slot by means of immobilization, such as a nut 64.
  • the plates 58, 60, the mirror 42 and the porthole 44 are articulated to the arms 48, 50 of the fitting around the axis of rotation X-X via the lugs 52, 54.
  • the X-X axis extends parallel to the planes H and M, and is shifted from these plans. In addition, the X-X axis intersects the axis central C-C of the beam F1, F2 associated.
  • the assembly 36 further comprises a connecting rod 66 which is fixed on the plate 60.
  • the connecting rod 66 comprises a opening 68 in which engages a training finger not shown which is connected to drive means of the connecting rod 66, such as a geared motor not shown.
  • drive means of the connecting rod 66 such as a geared motor not shown.
  • Each fixed optical assembly 38 includes a mirror 42 and a focus port similar to the mirror 42 and porthole 44 above. However, these mirror 42 and port 44 are attached to the housing 12 and their positions are not not modifiable compared to housing 10.
  • the lighting device according to the invention is assembled and works as follows.
  • the support 40 is fixed in the housing 10. Then the position of the mirror 42 and the porthole 44 by compared to bulb 24 is pre-set by a modification of the position of the plates 58, 60 with respect to the lugs 52, 54.
  • the size of the lighting spot 6 can be set by a tilting mirrors 42 and portholes 44 of the assemblies movable 36 about the X-X axis.
  • Providing 36 and fixed mobile assemblies 38 in the same housing 10 leads to a device lighting that allows a variation in the size of the lighting spot 6, while being economical.
  • fixed lighting assemblies 38 provide minimum illumination in the center of the stain 6.
  • half optical assemblies consist of fixed assemblies 38 while the other half consists of sets
  • half of the optical assemblies associated with a bulb is constituted of mobile sets 36, while the other half of optical assemblies consists of fixed assemblies 38.
  • the mirror 42 and the porthole 44 of the mobile assemblies 36 are fixed relative to one another, a modification of the position of the mirror 42 with respect to the bulb 24 does not change the position of the mirror 42 by to the porthole. 44. Consequently, the aberration of the F1 beam of light coming out of porthole 44 is still corrected in the same way, and it is not necessary to partially hide this F1 beam. This leads to a good energy efficiency of the device.
  • the plaque closure 14 can be completely transparent and aesthetic.
  • all the mobile optical assemblies 36 are associated with one of the bulbs 24, 26, while all the fixed optical assemblies 38 are associated with another bulb 26, 24.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
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Abstract

Cet ensemble optique comprend un support de fixation (40), un élément optique de focalisation (44), et un miroir de renvoi (42) adapté pour renvoyer un faisceau de lumière (F1) incident vers l'élément optique de focalisation (44) en vue de sa focalisation sur un plan d'éclairage (P). Le miroir de renvoi (42) est mobile par rapport au support de fixation (40). L'élément optique de focalisation (44) est mobile par rapport au support de fixation (40). L'ensemble comporte des moyens d'accouplement de l'élément (44) et du miroir (42) pour un déplacement synchronisé des deux. Application aux dispositifs d'éclairage des champs d'opération. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un ensemble optique, du type comprenant
  • un support de fixation de l'ensemble,
  • un élément optique de focalisation, et
  • un miroir de renvoi adapté pour renvoyer un faisceau de lumière incident vers l'élément optique de focalisation en vue de sa focalisation sur un plan d'éclairage, le miroir de renvoi étant mobile par rapport au support de fixation.
Elle s'applique notamment aux dispositifs d'éclairage de champs d'opération dans le domaine médical.
Le document FR-A-2 793 676 décrit un dispositif d'éclairage comprenant un boítier dans lequel sont disposés une ampoule et des ensembles optiques. Chaque ensemble optique comprend un miroir et un hublot. Le miroir est adapté pour renvoyer un faisceau de lumière émis par l'ampoule vers le hublot, qui est adapté pour focaliser le faisceau sur un plan d'éclairage.
Ce dispositif ne permet pas de faire varier la taille de la tache d'éclairage pour une distance donné entre le boítier et le plan d'éclairage.
On connaít par ailleurs des dispositifs d'éclairage qui permettent de faire varier l'étendue de la tache d'éclairage par basculement du miroir par rapport au boítier. Toutefois, ces dispositifs comprennent un boítier dont les zones entourant les hublots sont opaques afin de garantir un éclairage homogène. Ces zones opaques conduisent à une faible puissance lumineuse et à un boítier peu esthétique.
La présente invention a pour but de pallier les inconvénients cités, et de proposer un ensemble qui permette une modification de la taille de la tache d'éclairage tout en ayant un bon rendement.
A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble du type précité, caractérisé en ce que l'élément optique de focalisation est mobile par rapport au support de fixation, et en ce qu'il comporte des moyens d'accouplement de l'élément optique de focalisation et du miroir de renvoi pour un déplacement synchronisé des deux.
Selon des modes particuliers de réalisation, l'invention comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
  • les moyens d'accouplement solidarisent le miroir de renvoi à l'élément optique de focalisation pour un mouvement identique des deux ;
  • le miroir de renvoi définit un plan optique de miroir et l'élément optique de focalisation définit un plan optique de focalisation, les deux plans optiques se coupent suivant un axe d'intersection, et le miroir de renvoi et l'élément optique de focalisation sont mobiles en rotation autour d'un axe de rotation qui est parallèle à l'axe d'intersection ;
  • l'ensemble comprend des moyens de réglage de la position relative du miroir de renvoi et de l'élément optique de focalisation par rapport à l'axe de rotation dans une direction radiale par rapport à cet axe ;
  • l'élément optique de focalisation est un hublot de passage comprenant un premier et un second dioptres, en ce que le premier dioptre est adapté pour corriger les aberrations optiques, et le second dioptre est adapté pour uniformiser l'éclairement sur le plan d'éclairage ; et
  • le miroir de renvoi et l'élément optique de focalisation sont liés l'un à l'autre par deux plaques de liaison s'étendant de part et d'autre du miroir de renvoi et de l'élément optique de focalisation.
L'invention a en outre pour objet un dispositif d'éclairage, notamment d'un champ d'opération, du type comprenant
  • un boítier comprenant au moins une fixation de source de lumière, et
  • au moins un ensemble optique adapté pour renvoyer un faisceau de lumière émis par la source de lumière vers le champ d'éclairage,
   caractérisé en ce que l'ensemble optique est un ensemble dit mobile tel que défini ci-dessus, le support de fixation étant fixé au boítier.
Selon des modes de réalisation particuliers, le dispositif comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
  • le dispositif comprend au moins deux ensembles optiques, dont une moitié sont des ensembles mobiles et l'autre moitié sont des ensembles fixe, et chacun des ensembles mobiles est un ensemble tel que défini ci-dessus ;
  • la moitié des ensembles optiques associés à une ampoule soit constitué d'ensembles mobiles, tandis que l'autre moitié des ensembles optiques soit des ensembles fixes.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
  • la Figure 1 est une vue de dessus d'un dispositif d'éclairage selon l'invention, le boítier étant enlevé;
  • la Figure 2 est une vue de la section selon le plan A-A de la Figure 1; et
  • la Figure 3 est une vue agrandie en perspective d'un ensemble optique mobile du dispositif des Figures 1 et 2.
La Figure 1 représente un dispositif d'éclairage selon l'invention désigné par la référence générale 2. Ce dispositif 2 est destiné à éclairer un champ d'éclairage 4, tel qu'un champ d'opération médicale défini par un plan d'éclairage P. A cet effet, le dispositif 2 est adapté pour créer une tache d'éclairage 6 dans le plan P.
Le dispositif 2 est muni d'un boítier 10 comprenant un carter 12 et d'une plaque de fermeture 14. Le carter 12 délimite une ouverture 16 dirigée vers le plan P. La plaque de fermeture 14 obture l'ouverture 16 et est entièrement transparente. Elle est fabriquée d'une seule pièce, par exemple en matière plastique. Le boítier 10 comprend quatre lobes 18 et présente, en vue de dessus, une forme symétrique générale de croix.
Dans le boítier 10 sont disposés deux groupes d'éclairage 20 et 22.
Chacun des groupes d'éclairage 20, 22 comprend une ampoule d'éclairage 24, 26 maintenue dans une fixation d'ampoule 28, 30 et quatre condenseurs 32, 34 connus en soi et disposés dans la partie centrale du boítier. Les condenseurs 32, 34 sont adaptés pour générer quatre faisceaux de lumière F1 et F2 dirigés de l'ampoule associée vers les lobes 18 et définissant des axes centraux C-C.
Chacun des groupes 20, 22 comprend par ailleurs deux ensembles optiques mobiles 36 et deux ensembles optiques fixes 38. Chacun de ces ensembles est disposé dans l'un des lobes 18 et est adapté pour renvoyer l'un des faisceaux F1, F2 vers le plan d'éclairage P.
Un ensemble optique mobile 36 est représenté sur la Figure 3. Cet ensemble 36 comprend un support de fixation 40, un miroir de renvoi 42, et un hublot de focalisation 44.
Le support de fixation 40 est une ferrure en forme de U inversé fixée sur le carter 12 et constituée d'une âme 46 qui relie deux bras 48, 50. Chaque bras 48, 50 est muni d'un ergot 52, 54 mobile en rotation autour d'un axe X-X.
Le miroir de renvoi 42 est un miroir plan, s'étendant suivant un plan de miroir M. Le miroir 42 est réfléchissant dans le domaine de la lumière visible et transparent dans le domaine infrarouge. Un traitement optique 56 connu en soi est disposé sur le miroir, du côté opposé au hublot (Figure 1). Ce traitement optique 56 sert à envoyer les rayons infrarouge vers le boítier 12, afin d'évacuer l'énergie des rayons infrarouge.
Le hublot de focalisation 44 s'étend suivant un plan de hublot H qui définit un angle compris entre 40° et 50° avec le plan M. Les deux plans H et M se coupent suivant un axe d'intersection Y-Y. Le hublot 44 comprend un premier et un second dioptre disposés coaxialement l'un derrière l'autre dans le sens de marche des rayons des faisceaux F1. Le premier dioptre est adapté pour corriger les aberrations optiques et le second dioptre est adapté pour uniformiser l'éclairage du faisceau F1.
Le miroir 42 et le hublot 44 sont fixés l'un à l'autre par deux plaques de liaison 58, 60 de forme générale triangulaire, s'étendant perpendiculairement aux plans M et H. Chacune des plaques 58, 60 s'étend à une extrémité axiale du miroir 42 et du hublot 44. Les plaques de liaison 58,60 , le miroir 42 et le hublot 44 forment donc un prisme à section triangulaire dont le côté situé en face du miroir 42 et du hublot 44 est ouvert.
La position radiale du miroir 42 et du hublot 44, par rapport à l'axe X-X, peut être réglée. A cet effet, une fente rectiligne 62 est ménagée dans chaque plaque 58, 60. L'ergot 52, 54 associé traverse la fente 62 et est immobilisé dans la fente par des moyens d'immobilisation, tel qu'un écrou 64.
Ainsi, les plaques 58, 60, le miroir 42 et le hublot 44 sont articulés aux bras 48, 50 de la ferrure autour de l'axe de rotation X-X par l'intermédiaire des ergots 52, 54.
L'axe X-X s'étend parallèlement aux plans H et M, et est décalé de ces plans. De plus, l'axe X-X coupe l'axe central C-C du faisceau F1, F2 associé.
L'ensemble 36 comprend en outre une bielle 66 qui est fixée sur la plaque 60. La bielle 66 comprend une ouverture 68 dans laquelle s'engage un doigt d'entraínement non représenté qui est relié à des moyens d'entraínement de la bielle 66, tels qu'un moto-réducteur non représenté. Ainsi, le miroir 42 et le hublot 44 peuvent être déplacés angulairement de manière synchrone et d'un seul bloc autour de l'axe X-X en vue d'une modification de la taille de la tache d'éclairage 6.
Chaque ensemble optique fixe 38 comprend un miroir de renvoi 42 et un hublot de focalisation analogues aux miroir 42 et hublot 44 précités. Toutefois, ces miroir 42 et hublot 44 sont fixés au carter 12 et leurs positions ne sont pas modifiables par rapport au boítier 10.
Le dispositif d'éclairage selon l'invention est assemblé et fonctionne de la façon suivante.
Tout d'abord, le support 40 est fixé dans le boítier 10. Puis la position du miroir 42 et du hublot 44 par rapport à l'ampoule 24 est préréglée par une modification de la position des plaques 58, 60 par rapport aux ergots 52, 54.
Lors d'un éclairage du champ d'opération 4, la taille de la tache d'éclairage 6 peut être réglée par un basculement des miroirs 42 et des hublots 44 des ensembles mobiles 36 autour de l'axe X-X.
Le fait de prévoir des ensembles mobiles 36 et fixes 38 dans le même boítier 10 conduit à un dispositif d'éclairage qui permet une variation de la taille de la tache d'éclairage 6, tout en étant économique.
De plus, les ensembles d'éclairage fixes 38 assurent un éclairage minimum au centre de la tache 6.
De façon générale, il est préférable que la moitié des ensembles optiques soit constituée d'ensembles fixes 38 tandis que l'autre moitié soit constituée d'ensembles mobiles 36. De même, il est préférable que la moitié des ensembles optiques associés à une ampoule soit constitué d'ensembles mobiles 36, tandis que l'autre moitié des ensembles optiques soit constitué des ensembles fixes 38.
Grâce au fait que le miroir 42 et le hublot 44 des ensembles mobiles 36 sont fixes l'un par rapport à l'autre, une modification de la position du miroir 42 par rapport à l'ampoule 24 ne modifie pas la position du miroir 42 par rapport au hublot 44. En conséquence, l'aberration du faisceau de lumière F1 qui sort du hublot 44 est toujours corrigée de la même manière, et il n'est pas nécessaire de masquer partiellement ce faisceau F1. Ceci conduit à un bon rendement énergétique du dispositif. De plus, la plaque de fermeture 14 peut donc être complètement transparente et esthétique.
En variante, tous les ensembles optiques mobiles 36 sont associés à l'une des ampoules 24, 26, tandis que tous les ensembles optiques fixes 38 sont associés à une autre ampoule 26, 24.

Claims (9)

  1. Ensemble optique, du type comprenant
    un support de fixation (40) de l'ensemble,
    un élément optique de focalisation (44), et
    un miroir de renvoi (42) adapté pour renvoyer un faisceau de lumière (F1) incident vers l'élément optique de focalisation (44) en vue de sa focalisation sur un plan d'éclairage (P), le miroir de renvoi (42) étant mobile par rapport au support de fixation (40), l'élément optique de focalisation (44) étant mobile par rapport au support de fixation (40), et comportant des moyens d'accouplement de l'élément optique de focalisation (44) et du miroir de renvoi (42) pour un déplacement synchronisé des deux, caractérisé en ce que l'élément optique de focalisation est un hublot de passage (44) comprenant un premier et un second dioptres, en ce que le premier dioptre est adapté pour corriger les aberrations optiques, et en ce que le second dioptre est adapté pour uniformiser l'éclairement sur le plan d'éclairage.
  2. Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accouplement solidarisent le miroir de renvoi (42) à l'élément optique de focalisation (44) pour un mouvement identique des deux.
  3. Ensemble suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le miroir de renvoi (42) définit un plan optique de miroir (M) et l'élément optique de focalisation (44) définit un plan optique de focalisation (H), en ce que les deux plans optiques (H et M) se coupent suivant un axe d'intersection (Y-Y), et en ce que le miroir de renvoi (42) et l'élément optique de focalisation (44) sont mobiles en rotation autour d'un axe de rotation (X-X) qui est parallèle à l'axe d'intersection (Y-Y).
  4. Ensemble suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage (62, 64) de la position relative du miroir de renvoi (42) et de l'élément optique de focalisation (44) par rapport à l'axe de rotation (X-X) dans une direction radiale par rapport à cet axe.
  5. Ensemble suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le miroir de renvoi (42) et l'élément optique de focalisation(44) sont liés l'un à l'autre par deux plaques de liaison (58,60) s'étendant de part et d'autre du miroir de renvoi (42) et de l'élément optique de focalisation (44).
  6. Dispositif d'éclairage d'un champ d'éclairage, notamment d'un champ d'opération, du type comprenant
    un boítier (10) comprenant au moins une fixation (28) de source de lumière (24, 26), et
    au moins un ensemble optique (36) adapté pour renvoyer un faisceau de lumière (F1) émis par la source de lumière (24, 26) vers le champ d'éclairage (4),
       caractérisé en ce que l'ensemble optique (36) est un ensemble dit mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, le support de fixation (40) étant fixé au boítier (10).
  7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble optique dit fixe (38) muni d'un miroir de renvoi (42) et d'un élément optique de focalisation (44) adapté pour renvoyer un faisceau de lumière (F2) émise par une source de lumière (24, 26) disposée dans le boítier (10) vers le champ d'éclairage (4) à travers l'élément optique de focalisation, et en ce que l'ensemble fixe (38) est fixé par rapport au boítier (10).
  8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux ensembles optiques, dont une moitié sont des ensembles mobiles (36) et l'autre moitié sont des ensembles fixes (38), et en ce que chacun des ensembles mobiles (36) est un ensemble selon l'une des revendications 1 à 5.
  9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la moitié des ensembles optiques associés à une ampoule (24, 26) soit constitué d'ensembles mobiles (36), tandis que l'autre moitié des ensembles optiques soit des ensembles fixes (38).
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