FR3108965A1 - Dispositif lumineux à ouverture étendue - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un dispositif lumineux (1) configuré pour émettre au moins un faisceau lumineux à ouverture étendue comprenant :un bâti sur lequel sont montés;un système émetteur (2), configuré pour émettre au moins un faisceau lumineux, le ou les faisceaux étant émis dans une plage angulaire de 360° autour dudit système émetteur ;un système réflecteur (3) entourant le système émetteur (2), agencé pour recevoir chaque faisceaux lumineux se propageant depuis le système émetteur (2) et réfléchir chaque faisceau lumineux reçu vers l’extérieur du dispositif lumineux (1). L’invention consiste en ce que ledit système réflecteur (3) comprend un cadre entourant le système émetteur et portant une surface réfléchissante (31) s’étendant autour du système émetteur avec un profil de surface continu ou variable entre deux bords opposés (32, 33) du cadre (3), et en ce que le système réflecteur (3) et/ou le système émetteur (2) sont montés entraînables en déplacement l’un par rapport à l’autre, de sorte qu’ils sont positionnables relativement l’un par rapport à l’autre pour modifier la zone d’interception du faisceau émis par le système émetteur (2), le long de la surface réfléchissante (31) du système réflecteur (3). Figure 1

Description

Dispositif lumineux à ouverture étendue
La présente invention concerne un dispositif lumineux à ouverture étendue configuré pour émettre des faisceaux lumineux, permettant notamment de créer des effets de lumière. Le domaine de l'invention est plus particulièrement celui de l’éclairage scénique, en particulier dans le domaine architectural et celui du divertissement, par exemple dans des discothèques, des salles de spectacle pour des concerts, des défilés, des représentations théâtrales, du spectacle vivant, de la danse, pour des événements publics, privés, des émissions de télévision, etc. D’autres domaines d’application sont également possibles, comme par exemple l’utilisation de faisceaux lumineux pour balayer des volumes.
Dans le document FR-A-3 006 454, est décrit un dispositif d’éclairage comprenant au moins une source agencée pour émettre un faisceau lumineux, un dispositif optique agencé pour envoyer chaque faisceau lumineux à partir d’une zone centrale dans plusieurs directions possibles contenues dans un cône de lumière dont le sommet est situé dans la zone centrale, de sorte que chaque faisceau lumineux se propage dans son cône de lumière, et un système réflecteur, agencé pour recevoir chaque faisceau lumineux se propageant dans son cône ou plan de lumière et pour réfléchir dans un espace clos chaque faisceau lumineux reçu en dehors de son cône, ledit système réflecteur étant de préférence agencé pour se déplacer entre plusieurs positions de sorte qu’un changement de position modifie la trajectoire d’un faisceau lumineux réfléchi par le système réflecteur. Un tel dispositif d’éclairage permet la conversion d’un faisceau lumineux en une surface de lumière.
Chaque source comprend de préférence un laser ou une diode électroluminescente ou toute autre source lumineuse adaptée. Le dispositif optique comprend quant à lui une surface réfléchissante montée en rotation dans la zone centrale du dispositif d’éclairage autour d’un axe. Cette surface réfléchissante est de préférence agencée pour réfléchir chaque faisceau lumineux de sorte qu’après réflexion par la surface réfléchissante, chaque faisceau lumineux se propage dans son cône de lumière ou dans un plan selon une direction qui dépend, de préférence, d’une position angulaire de la surface réfléchissante autour de son axe.
Le système réflecteur présente une forme de polygone muni de plusieurs côtés, chacun de ses côtés étant formé par au moins un miroir monté en rotation autour d’un axe (cet axe étant de préférence parallèle au plan de lumière de chaque faisceau lumineux dans le cas où les cônes de lumière sont des plans). Le système réflecteur peut être monté en translation (de préférence perpendiculairement au plan de lumière de chaque faisceau lumineux dans le cas où les cônes de lumière sont des plans).
Dans EP 3135992, est proposé un dispositif d’éclairage permettant de produire des effets de lumière scénographiques et qui comprend un cadre, une source de lumière montée sur le cadre, un guide de lumière couplé à la source de lumière pour définir un trajet optique le long d’un axe longitudinal et un premier miroir agencé le long de l’axe longitudinal (A) et faisant face à la source de lumière pour réfléchir le faisceau de lumière vers la source de lumière. Le dispositif comporte en outre un deuxième miroir pouvant être déplacé par rapport au cadre et faisant face au premier miroir pour réfléchir le faisceau de lumière réfléchi par le premier miroir. De cette façon, la forme et l’orientation du faisceau lumineux peuvent être variées en fonction de la position du second miroir le long de l’axe longitudinale entre la source et le premier miroir et de son inclinaison également. Toutefois, ces variations ne concernent que l’ouverture/fermeture du faisceau lumineux et son orientation, ce qui reste limité comme effets possibles.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un dispositif lumineux pour l’émission de faisceaux lumineux à ouverture étendue dont la structure simple à mettre en œuvre permet d’obtenir des effets de lumières divers et variés avec la possibilité d’utiliser des sources de lumières variées tout en étant économiquement avantageux.
A cet effet, l’invention concerne un dispositif lumineux à ouverture étendue configuré pour émettre au moins un faisceau lumineux comprenant :
un bâti dans lequel sont montés,
un système émetteur configuré pour émettre au moins un faisceau lumineux, le ou les faisceaux étant émis dans une plage angulaire de 360° autour dudit système émetteur ;
un système réflecteur entourant le système émetteur, agencé pour recevoir chaque faisceau lumineux se propageant depuis le système émetteur et réfléchir chaque faisceau lumineux reçu vers l’extérieur du dispositif,
caractérisé en ce que ledit système réflecteur comprend un cadre entourant le système émetteur et portant une surface réfléchissante s’étendant autour du système émetteur, avec un profil de surface continu ou variable entre deux bords opposés du cadre, et en ce que le système réflecteur et/ou le système émetteur sont montés entraînables en déplacement l’un par rapport à l’autre, de sorte qu’ils sont positionnables relativement l’un par rapport à l’autre pour modifier la zone d’interception du faisceau émis par le système émetteur, le long de la surface réfléchissante du système récepteur.
Ainsi, de manière avantageuse, il est possible de modifier la trajectoire du/des faisceaux lumineux réfléchis par le système réflecteur et donc de faire varier le/les faisceaux lumineux émis en sortie par le dispositif lumineux en choisissant un positionnement relatif du système émetteur et du système réflecteur. Ainsi, par exemple, on peut faire varier l’angle d’ouverture ou le diamètre apparent du faisceau émis par le dispositif lumineux. Ceci permet de modifier facilement les effets lumineux avec un tel dispositif lumineux, offrant ainsi une palette riche d’effets lumineux possible, pouvant aller jusqu’à l’extinction du faisceau lumineux émis, lorsque le positionnement relatif du système émetteur et du système réflecteur ne permet plus l’interception du faisceau lumineux émis par le système émetteur.
Il est ainsi possible de définir des effets de lumière en déplaçant simplement l’un par rapport à l’autre le système émetteur et le système réflecteur, les dimensions ou la forme du faisceau lumineux émis par le dispositif lumineux étant modifié en fonction de la zone d’impact du faisceau émis par le système émetteur sur le système réflecteur.
De plus, le déplacement relatif entre le système émetteur et le système réflecteur peut permettre de positionner le système émetteur en dehors du système réflecteur ce qui provoque une suppression du faisceau lumineux émis par le dispositif d’éclairage et donc un effet de lumière du dispositif supplémentaire.
De préférence, le système émetteur est configuré pour émettre au moins un faisceau lumineux, dans une plage angulaire de 360° de préférence radialement autour dudit système émetteur.
De manière avantageuse, un dispositif lumineux selon l’invention, dans la mesure où les faisceaux émis par le système émetteur et le système réflecteur s’étendent sensiblement dans un même plan radial, permet un angle d’ouverture sur un demi-espace.
Le dispositif lumineux selon l’invention comporte des moyens d‘entraînement en déplacement du système réflecteur par rapport au système émetteur.
Ces moyens d’entraînement en déplacement sont de préférence des moyens d’entraînement en translation. Ils peuvent être constitués d’un système vis-écrou, d’un système à glissière, d’un système à pignon-crémaillère, ou tout autre système d’entraînement mécanique approprié, actionnés au moins par un moteur.
Avantageusement, les moyens d’entraînement en translation, comprennent deux cylindres de section transversale circulaire, montés concentriques, le premier étant monté sur le bâti, maintenu fixe en translation, le second cylindre portant à une extrémité libre le système réflecteur, le second cylindre étant mobile en translation selon l’axe central des deux cylindres. De ce fait, le système réflecteur qui entoure le système émetteur est mobile en translation de sorte que la zone d’interception du ou des faisceaux est modifiée le long du profil de la surface réfléchissante entre les deux bords du système récepteur.
Ainsi, le dispositif lumineux selon l’invention peut comprendre un premier cylindre de section transversale circulaire comportant des moyens de maintien sur le bâti, permettant notamment de maintenir ce cylindre fixe en translation mais libre en rotation par rapport au bâti. La face interne de la paroi de ce cylindre présente une rainure hélicoïdale formant taraudage, le cylindre constituant ainsi la partie écrou d’un système vis/écrou des moyens d’entraînement. Un second cylindre est monté concentrique dans le premier cylindre et présente sur sa face externe une rainure hélicoïdale formant filet engagée depuis une extrémité du second cylindre avec la rainure hélicoïdale du premier cylindre de telle sorte que le second cylindre constitue la partie « vis » du système vis/écrou.
De manière avantageuse, le second cylindre présente à son extrémité libre (non engagée dans le premier cylindre) le système réflecteur.
Un tel système est simple à fabriquer et à mettre en œuvre tout en offrant une manipulation aisée.
De préférence, les moyens d’entraînement en translation sont actionnés par un moteur, directement ou à l’aide de moyens de transmission mécaniques tels que des moyens de transmission par engrenage, par courroie, par friction, par came, par train épicycloïdal.
Les moyens d’entraînement comprennent donc un moteur d’actionnement et des moyens de transmission pour entraîner en rotation le premier cylindre et permettre ainsi l’entraînement en translation du second cylindre et donc du système réflecteur.
Ainsi, lorsque les moyens de transmission sont par engrenage, ils sont constitués par une roue dentée montée en rotation sur l’axe d’entraînement du moteur et en prise avec une couronne dentée ménagée sur la face externe du premier cylindre.
Lors de l’entraînement en rotation de la roue dentée par le moteur, le premier cylindre formant écrou est entraîné en rotation par la couronne dentée qui s’engrène avec ladite roue dentée, tout en restant fixe en translation. Par conséquent, le filet interne (rainure hélicoïdale) qui est entraîné en rotation, mais maintenu fixe en translation, provoque le déplacement linéaire du second cylindre (vis) vissé dans le premier.
Lorsque les moyens de transmission sont par courroie, le premier cylindre forme un pignon autour duquel est enroulée une courroie qui coopère avec un pignon entraîné en rotation par le moteur. Ainsi, les moyens de transmission sont donc une courroie, en prise à la périphérie du premier cylindre (formant ainsi un pignon) et en prise sur un pignon monté sur l’axe d’entraînement en rotation du moteur.
L’ensemble des deux cylindres est installé dans le bâti du dispositif lumineux de telle sorte que le système émetteur est entouré par le système réflecteur, le déplacement linéaire du système réflecteur s’effectuant selon l’axe central des deux cylindres, correspondant à un axe perpendiculaire au plan du bâti du dispositif lumineux.
Dans le dispositif selon l’invention, le système réflecteur comprend un cadre portant une surface réfléchissante s’étendant entre deux bords opposés du cadre. Ces bords définissent, de préférence, chacun un contour dont les formes sont identiques mais de dimensions différentes, la surface réfléchissante s’étendant de l’un à l’autre des bords avec un profil de surface continu ou variable ce qui permet de renvoyer un faisceau lumineux selon une direction différente de celle du faisceau lumineux émis par le système émetteur. Ainsi de manière avantageuse, le déplacement relatif entre le système émetteur et le système réflecteur permet de faire varier facilement les effets de lumière du dispositif lumineux selon l’invention. On entend par cadre tout support approprié portant la surface réfléchissante et qui entoure le système émetteur.
De préférence, on positionne le système émetteur dans la zone centrale du dispositif lumineux.
Selon une variante, le système émetteur est au centre de l’espace délimité par le système récepteur. Ce système réflecteur peut présenter une section transversale de forme circulaire, ovale, ou polygonale telle que carrée, triangulaire ou même par exemple une section étoilée, dont le centre est le système émetteur. En géométrie, une partie A d'un espace affine réel E est dite étoilée par rapport à un point a de A si, pour tout point x de A, le segment [a, x] est contenu dans A, c’est-à-dire que dans A, tout point peut être relié à a par un chemin rectiligne.
Avantageusement, le système réflecteur peut présenter une surface réfléchissante de forme tronconique, (profil continu droit) et entourant le système émetteur, le déplacement en translation relatif du système réflecteur par rapport au système émetteur permettant de modifier le diamètre apparent du faisceau lumineux réfléchi, du fait de la variation de la distance parcourue par le faisceau entre le système émetteur et la surface réfléchissante du système réflecteur.
En variante, on peut prévoir que la paroi s’étend entre les deux bords avec un profil continu, convexe ou concave, on obtient alors une variation de l’angle du faisceau en sortie « effet zoom ». Le déplacement en translation relatif du système réflecteur par rapport au système émetteur fait également varier la distance parcourue par les faisceaux entre le système émetteur et la surface réfléchissante du système réflecteur.
Il est envisageable également de proposer un système émetteur qui se trouve au centre du dispositif lumineux mais sur lequel le système réflecteur qui l’entoure n’est pas centré. Ainsi, de manière avantageuse, on obtient des effets de lumière encore différents.
Par ailleurs, la surface réfléchissante du système réflecteur peut présenter un profil variable, tel qu’une alternance de creux et de sommets. On peut donc proposer une réflexion de type spéculaire ou diffuse. Il est également possible d’avoir un réseau en réflexion. Pour réaliser une telle surface, on peut utiliser sur le cadre ou support, de la peinture, une métallisation sous vide que ce soit sur verre, plastique ou métal. De plus, la rugosité et/ou granularité de la surface réfléchissante permet de jouer sur l’aspect spéculaire ou diffus de la réflexion résultante. La surface réfléchissante entoure le système émetteur de manière continue, mais il est également envisageable qu’elle entoure le système émetteur de manière discontinue.
Le système réflecteur est porté par l’extrémité libre du second cylindre des moyens d’entraînement qui présente des moyens de liaison agencés pour coopérer avec des moyens de liaison complémentaires prévus sur ledit système réflecteur. Il est ainsi possible de monter/démonter un système réflecteur sur les moyens d’entraînement, ce qui permet de changer le système réflecteur en vue d’obtenir des effets de lumière différents.
Il est également possible d’envisager que le cadre du système réflecteur est réalisé d’une pièce avec le second cylindre des moyens d’entraînement.
Ainsi, selon un deuxième aspect de l’invention, l’invention a donc également pour objet un module réflecteur comprenant un système réflecteur et des moyens d’entraînement en translation dudit système réflecteur, pouvant être installé dans un bâti du dispositif lumineux de faisceaux lumineux. Un tel module peut être ainsi installé dans un dispositif lumineux selon l’invention et les moyens de maintien de ce module dans le dispositif lumineux selon l’invention peuvent permettre en outre de le retirer pour en installer un autre .Ainsi, un tel module réflecteur comprenant un système réflecteur et des moyens d’entraînement en translation dudit système réflecteur est caractérisé en ce que ledit système réflecteur comprend un cadre portant une surface réfléchissante s’étendant avec un profil de surface continu ou variable entre deux bords opposés du cadre, le cadre du système réflecteur étant porté par un système d’entraînement en translation du type vis/écrou, d’un système à glissière, d’un système à pignon-crémaillère, ou tout autre système d’entraînement mécanique approprié. Le système réflecteur et les moyens d’entraînement en translation sont tels que déjà décrits.
Selon un mode de réalisation du dispositif de l’invention, le système émetteur comprend un système optique positionné dans le dispositif lumineux et entouré par le système réflecteur, ce système optique étant configuré pour renvoyer un faisceau lumineux émis par une source de lumière, sous forme d’au moins un faisceau lumineux dans un cône de lumière dont le sommet est situé à partir de la zone de positionnement du système optique, le ou les faisceaux étant émis dans une plage angulaire jusqu’à 360°, de préférence radialement autour dudit système optique. Le système optique et le système réflecteur sont sensiblement dans un même plan.
La source de lumière est positionnée écartée du système optique, de préférence le long de l’axe central des moyens d’entraînement.
Le cône de lumière émis par le système émetteur peut être un plan de lumière, qui s’étend parallèle au plan du bâti.
Selon une variante de ce mode de réalisation, le système optique comprend une surface réfléchissante montée en rotation dans la zone centrale autour de l’axe central du dispositif lumineux, cette surface réfléchissante étant agencée pour réfléchir chaque faisceau lumineux issu de la source lumineuse de sorte qu’après réflexion par la surface réfléchissante chaque faisceau lumineux se propage dans son cône de lumière selon une direction qui dépend d’une position angulaire de la surface réfléchissante autour de son axe.
Au-delà de d’une vitesse de rotation ω du système optique autour de son axe, la persistance rétinienne donne au spectateur l’impression de voir une surface lumineuse dont la forme variera en fonction des instants auxquels chacune des sources émet son faisceau ; la forme de la surface lumineuse, initialement contenue dans le cône de lumière de ce faisceau, est modifiée par réflexion sur le système réflecteur qui sort ce faisceau et donc cette « surface lumineuse » en dehors du cône de lumière de ce faisceau. Dans ce cas le système optique convertit chaque faisceau lumineux en une première partie de « surface lumineuse » le long de son cône de lumière, puis cette surface lumineuse est déployée dans une deuxième partie en dehors du cône de lumière de ce faisceau après avoir été réfléchi par le système réflecteur.
De manière avantageuse, on crée ainsi des effets de lumière, d’un grand dynamisme et d’une grande reproductibilité.
Selon une autre variante de ce mode de réalisation, le système optique est une pièce réfléchissante fixe vers laquelle le faisceau lumineux est émis par la source de lumière pour être ensuite renvoyé vers le système réflecteur. De préférence cette pièce réfléchissante est en forme d’un cône dont le sommet est dirigé vers la source de lumière et dont la paroi est de profil droit, concave ou convexe, ce qui permet un renvoi du faisceau dans une direction de préférence principalement radiale autour du système émetteur.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le système émetteur est constitué d’une source de lumière qui émet directement un ou des faisceaux vers le système réflecteur qui l’entoure, la source et le système réflecteur étant sensiblement dans un même plan.
Dans une première variante de ce mode de réalisation, le système émetteur comporte également un masque configuré pour que seuls les faisceaux lumineux émis vers le système réflecteur à 360° soient émis et se propagent, de préférence radialement vers ledit système réflecteur.
Dans une deuxième variante de ce mode de réalisation, la source de lumière est associée à un guide de lumière réfléchissant, concentrant et redirigeant le rayonnement de la source vers le système réflecteur entourant la source de lumière (système émetteur).
La source de lumière peut comprendre plusieurs sources, le faisceau lumineux généré par chaque source pouvant par exemple être d’une couleur différente de celles des autres. De préférence la source de lumière est une source laser. En variante, la source de lumière peut être du type lampe, associée à un guide de lumière concentrant et dirigeant le rayonnement de la source vers le système optique.
La source de lumière peut être constituée d’une lampe, d’au moins une couronne de diodes électroluminescentes (DEL) ou de diodes laser émettant chacune un faisceau lumineux. Un tel agencement de DEL permet d’avoir un système émetteur simple à mettre en œuvre et fiable.
Bien entendu, le système émetteur peut être constitué de toute source lumineuse qu’elle soit une lampe à DEL ou laser, potentiellement couplée à un système optique fixe directement relié et fixé à la source et permettant de collimater ou mettre en forme le faisceau comme on le souhaite (divergence/ouverture du faisceau, largeur de faisceau).
De même, les sources lumineuses peuvent être constituées de l’association de plusieurs sources (multi DEL ou multi diode laser).
Le dispositif lumineux selon l’invention comprend en outre un système de commande, grâce auquel il est possible de modifier les surfaces lumineuses en temps réel et de créer des chorégraphies lumineuses en déplaçant le système réflecteur et/ou le système émetteur l’un par rapport à l’autre, en jouant sur la modulation et la puissance de la ou des sources.
On décrira maintenant l’invention plus en détails à l’aide d’exemples de réalisation du dispositif selon l’invention représentés dans les figures lesquelles représentent :
une vue en coupe longitudinale d’un dispositif lumineux selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
une vue en coupe longitudinale d’une variante du mode de réalisation de la figure 1 ;
une vue en perspective du système optique fixe de la figure 2 ;
une vue en coupe d’une variante du système optique de la figure 2A ;
une vue en coupe d’une autre variante du système optique de la figure 2A ;
une vue en coupe longitudinale d’un deuxième mode de réalisation de l’invention
une vue en coupe longitudinale d’une variante du mode de la figure 3 ;
une vue en coupe d’une variante du mode la figure 3 ;
une vue en perspective du dessus du système réflecteur du dispositif selon la figure 1 ;
une vue en coupe transversale d’une variante du système réflecteur selon l’invention ;
une vue selon la figure 7 représentant les faisceaux émis sur le système réflecteur ;
une vue en coupe transversale d’une autre variante du système réflecteur selon l’invention ;
une vue en perspective du dessus du dispositif lumineux de la figure 1 ;
une vue en perspective du dessus du dispositif lumineux de la figure 5 ;
une vue en perspective latérale d’un second cylindre d’un dispositif selon l’invention ;
une vue en perspective latérale d’une variante d’un second cylindre d’un dispositif selon l’invention ;
une vue en perspective latérale d’une autre variante d’un second cylindre d’un dispositif selon l’invention ;
une représentation schématique d’un faisceau lumineux émis par un système émetteur du dispositif lumineux selon l’invention ; et
une représentation schématique d’un faisceau lumineux émis par le dispositif lumineux selon deux positionnements relatifs du système réflecteur par rapport au système émetteur.
Comme on peut le voir à la figure 1, le dispositif lumineux 1 comprend un système émetteur 2 positionné ici au centre du dispositif lumineux 1 et un système réflecteur 3 entourant complètement le système émetteur 2 et positionné dans un plan similaire. Si le système réflecteur 3 est de section transversale circulaire, le système émetteur 2 est le centre du cercle ainsi formé.
Le système émetteur 2 est monté sur un bâti du dispositif lumineux. Ce système émetteur 2 comprend un système optique positionné dans une zone centrale du dispositif 1 et associé à une source de lumière sous forme d’un module M. Ce système optique est configuré pour renvoyer un faisceau lumineux f1 émis par la source de lumière, tel qu’une source laser, ou tout autre source de type diode électroluminescente ou lampe placée sur le bâti et émettant en direction du système optique.
Le système optique renvoie le faisceau lumineux f1, sous forme d’au moins un faisceau lumineux f2, dans un cône de lumière dont le sommet est situé dans la zone centrale symbolisé par l’axe central X du dispositif 1. Le faisceau f2 s’étend autour du système optique à 360° et de préférence dans une zone radiale autour du système optique.
Ce système optique comprend une surface réfléchissante 20 portée par manchon 21 entraîné rotation autour de l’axe central X du dispositif lumineux 1, cette surface réfléchissante 20 telle qu’un miroir étant entraînée en rotation à l’aide d’un moteur 5 fixé au manchon 21, le moteur 5 étant enfermé dans un capot 6 (cf. la figure 9).
La surface réfléchissante est constituée d’un miroir 20 présentant une inclinaison et réfléchissant chaque faisceau lumineux f1 issu de la source lumineuse de sorte qu’après réflexion par la surface réfléchissante 20 chaque faisceau lumineux f2 se propage dans son cône de lumière selon une direction qui dépend d’une position angulaire de la surface réfléchissante autour de l’axe X. Dans l’exemple présenté, le miroir 20 présente une inclinaison à 45°, les faisceaux f2 s’étendant radialement vers le système réflecteur 3.
Le système optique est donc agencé pour envoyer chaque faisceau lumineux f2 à partir de la zone centrale et plus exactement à partir de la surface réfléchissante 20 située dans cette zone centrale 9, dans plusieurs directions possibles contenues dans un plan, appelé « plan de lumière » pour lui donner un nom de manière à bien l’identifier, spécifique à ce faisceau de sorte que chaque faisceau lumineux f2 se propage dans son plan de lumière.
Le plan de lumière de chaque faisceau lumineux f2 est de préférence radial et horizontal comme on peut le voir à la figure 14. Les plans de lumière des différents faisceaux lumineux sont de préférence parallèles entre eux.
Le système optique est agencé pour que cette direction d’un faisceau lumineux f2 explore toutes les orientations à 360 degrés radialement autour de la zone centrale 9, i.e. autour de la surface réfléchissante 20 ou autour de l’axe X, lorsque la surface réfléchissante 20 fait un tour complet autour de son axe X et que ce faisceau lumineux f1 est émis par sa source pendant ce tour complet.
En variante comme cela est visible à la figure 2, le système optique est une pièce réfléchissante fixe 7 vers laquelle est émis un faisceau lumineux f1 par une source de lumière telle qu’une source laser, source DEL ou lampe. Ainsi, cette pièce réfléchissante 7 est en forme d’un cône dont le sommet 71 est dirigé vers la source de lumière et dont la paroi 72 est de profil droit (cf. figure 2A). Cette pièce réfléchissante en forme de cône peut avoir également un sommet 71a et une paroi 72a de profil concave telle que la pièce 7a représentée à la figure 2B ou avec un sommet 71b avec une paroi de profil convexe 72b comme la pièce 7b visible à la figure 2C.
Aux figures 3, 4 et 5, sont représentés des modes de réalisation différents du système émetteur 2. Ainsi à la figure 3, le système émetteur 2 est constitué de la source de lumière telle qu’une lampe 8 dont le rayonnement lumineux est masqué à l’aide d’un capot 6 pour que le ou les faisceaux lumineux f2 soient émis à 360°, de préférence principalement radialement en direction du système réflecteur 3 qui entoure la source lumineuse 8.
En variante, la source 8 est associée à un guide de lumière 9 réfléchissant qui concentre et dirige, de préférence radialement, la lumière de la source 8 vers le système réflecteur 3.
Dans une autre variante, la source de lumière 10 est constituée d’au moins une couronne de diodes électroluminescentes (DEL) ou de diodes laser émettant un ou des faisceaux lumineux f2 notamment en direction du système réflecteur 3.
Le système émetteur 2 quel qu’il soit permet donc de créer un cône de lumière qui correspond à l'angle d'ouverture α de la source de lumière. Dans le cas d'une source de lumière type laser, on a donc un angle α très petit, et un faisceau de lumière très resserré, ce qui tend vers un plan de lumière, s’étendant radialement vers le système réflecteur 3 (cf. la figure 14).
Dans le cas d'une source de type lampe, on a un faisceau f2 avec un angle d'ouverture α beaucoup plus grand et on a donc un "cône" de lumière à 360° (cf. figure 14).
De plus, comme on peut le voir sur la figure 14, le système émetteur 2 peut créer un cône dans le cône, le système émetteur 2 pouvant être positionné pour que l’angle d'ouverture α soit centré sur l'horizontal (β = 0) par exemple avec un système optique dont la surface réfléchissante 20 est inclinée à 45° ou avec un angle β non nul dans le cas d’une surface réfléchissante qui n'est plus à 45° (voir la figure 14).
Le système réflecteur 3 représenté dans les figures 1, 2, 3, 4, 5, 6, présente une surface réfléchissante 31 qui entoure le système émetteur 2. La surface réfléchissante 31 renvoie les faisceaux f2 sous forme de faisceaux de sortie f3. Cette surface réfléchissante 31 est portée dans un cadre 30 qui présente des bords opposés 32, 33 qui définissent deux faces parallèles A et B dont les contours sont de forme identique mais de dimensions différentes. Dans les exemples représentés, le système réflecteur 3 est de section transversale circulaire et la surface réfléchissante 31 forme un tronc de cône, entre les bords 32 et 33, qui définissent respectivement deux faces en forme de disque de diamètres Da et Db différents, Da > Db. La surface réfléchissante 31 tronconique entoure le système émetteur 2 avec un profil continu droit.
Le système réflecteur 3, à savoir le cadre ou support 30, présente en outre une paroi 34 en forme de couronne, concentrique, s’étendant parallèlement à l’axe X du dispositif 1 (axe perpendiculaire au bâti) depuis le bord 32 définissant le disque A de plus grand diamètre et entourant le surface réfléchissante 31. Sur les figures 7 et 8, on peut voir que la paroi réfléchissante 31 qui s’étend entre les deux bords 32, 33 peut également présenter un profil convexe 31a ou un profil concave 31b. De ce fait, on obtient alors une variation de l’angle du faisceau en sortie f3 « effet zoom ».
Comme on peut le voir sur la figure 7A, les faisceaux f2 issus du système émetteur 2 sont renvoyés par le système réflecteur 3 avec un angle d’ouverture qui permet d’émettre les faisceaux f3 qui couvrent ainsi un demi espace au-dessus du plan PE.
Le système émetteur 2 et/ou le système réflecteur 3 sont montés entraînables en déplacement l’un par rapport à l’autre selon la direction de l’axe central X. A cet effet, le dispositif lumineux 1 selon l’invention comporte des moyens d‘entraînement en déplacement du système réflecteur 3 par rapport au système émetteur 2.
Ces moyens d’entraînement en déplacement sont constitués notamment dans l’exemple représenté, de moyens d’entraînement en translation du système réflecteur 3 selon l’axe X, du type d’un système vis-écrou. Ainsi, un premier cylindre 11 de section transversale circulaire et un second cylindre 16 qui porte à une extrémité le système réflecteur 3 forment ledit système vis/écrou. Le premier cylindre 11 présente sur sa face interne une rainure hélicoïdale 15 dans laquelle est engagée une rainure hélicoïdale ou filet 18 ménagé sur la face externe du second cylindre 16.
Le système vis/écrou est actionné à l’aide d’un moteur 14 et des moyens de transmission. Ainsi, sur sa face externe, le premier cylindre 11 comprend une couronne dentée 12 qui s’engrène avec une roue dentée 13 entraînée en rotation par le moteur 14.
Dans l’exemple représenté ici, visible aux figures 11, 12 et 13, le second cylindre 16 présente des moyens de liaison avec le système réflecteur 3. Ces moyens de liaison peuvent être des moyens de vissage 17 ménagés pour coopérer avec des moyens de vissage 36 ménagés sur une paroi 35 du système réflecteur 3. Ainsi, le système réflecteur 3 présente une paroi intermédiaire 35 s’étendant entre la surface réfléchissante 31 et la couronne extérieure 34, parallèlement à ladite couronne extérieure 34, et qui présente les moyens de liaison 17 complémentaires de ceux prévus sur le second cylindre 16.
Ainsi, lors de l’entraînement en rotation de la roue dentée 13 par le moteur 14, le premier cylindre 11 maintenu fixe en translation dans le bâti du dispositif mais libre en rotation, est entraîné en rotation par la couronne dentée 12 en prise avec la roue dentée 13 et, par conséquent, le filet interne 15 est également entraîné en rotation ce qui provoque le déplacement linéaire, selon l’axe X confondu avec l’axe central des cylindres 11, 16, du second cylindre 16 engagé par son filet 18 tel qu’une rainure hélicoïdale, dans la rainure hélicoïdale 15 (tel que représenté à la figure 11).
De manière à favoriser l’entraînement des deux cylindres 11, 16, en réduisant notamment le frottement entre ces deux cylindres 11, 16, on peut prévoir qu’un filet 18a correspondant à la rainure hélicoïdale ménagé sur la face externe du second cylindre 16 est discontinu, ce qui permet de limiter les frottements, comme cela est visible à la figure 12.
En variante, on peut prévoir de mettre en place le long d’une trajectoire hélicoïdale 18b, équivalente à un filet hélicoïdal complémentaire de la rainure hélicoïdale 15, des roulements à bille 19 comme on peut le voir sur la figure 13.
Comme on peut le voir avec le dispositif lumineux de la figure 1, on émet une lumière sous forme d’un cylindre (à la divergence du faisceau lumineux près) dont le diamètre dépend du diamètre de la surface réfléchissante 31 à l’intersection avec le plan de lumière émis par le système émetteur 2. L’entraînement en déplacement de la surface réfléchissante 31 par rapport au système émetteur permet de modifier la zone d’interception du plan de lumière par la surface réfléchissante du système réflecteur ce qui fait varier le diamètre du cylindre de lumière en sortie du dispositif lumineux (cf. la figure 15).
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.

Claims (21)

  1. Dispositif lumineux (1) à ouverture étendue, configuré pour émettre au moins un faisceau lumineux comprenant :
    un bâti sur lequel sont montés;
    un système émetteur (2), configuré pour émettre au moins un faisceau lumineux, le ou les faisceaux étant émis dans une plage angulaire de 360° autour dudit système émetteur ;
    un système réflecteur (3) entourant le système émetteur (2), agencé pour recevoir chaque faisceau lumineux se propageant depuis le système émetteur (2) et réfléchir chaque faisceau lumineux reçu vers l’extérieur du dispositif lumineux (1),
    caractérisé en ce que ledit système réflecteur (3) comprend un cadre entourant le système émetteur et portant une surface réfléchissante (31) s’étendant autour du système émetteur entre deux bords opposés (32, 33) du cadre (3), et en ce que le système réflecteur (3) et/ou le système émetteur (2) sont montés entraînables en déplacement l’un par rapport à l’autre, de sorte qu’ils sont positionnables relativement l’un par rapport à l’autre pour modifier la zone d’interception du faisceau émis par le système émetteur (2), le long de la surface réfléchissante (31) du système réflecteur (3).
  2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens d‘entraînement en déplacement du système réflecteur par rapport au système émetteur, qui sont des moyens d’entraînement en translation, constitués d’un système vis-écrou (11, 16), d’un système à glissière, ou d’un système à pignon-crémaillère, actionnés au moins par un moteur (14) directement ou à l’aide de moyens de transmission mécaniques tels que des moyens de transmission par engrenage (13, 12), par courroie, par friction, par came, par train épicycloïdal.
  3. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d’entraînement en translation, comprennent deux cylindres (11, 16) de section transversale circulaire, montés concentriques, le premier (11) étant monté sur le bâti, maintenu fixe en translation, le second cylindre (16) portant à une extrémité libre le système réflecteur (3), le second cylindre (16) étant mobile en translation selon l’axe central des deux cylindres (11, 16).
  4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux cylindres forment un système vis/écrou, l’écrou étant formé du premier cylindre (11) monté sur le bâti, fixe en translation et entraînable en rotation, ledit premier cylindre (11) comprenant sur sa face interne une rainure hélicoïdale (15) dans laquelle est engagée une rainure hélicoïdale ou filet (18, 18a, 18b) ménagé sur la face externe du second cylindre (16), formant la « vis » du système vis/écrou et qui porte le système réflecteur (3).
  5. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de transmission sont par engrenage, constitués par le premier cylindre (11) comportant sur sa face externe une couronne dentée (12) qui s’engrène avec une roue dentée (13) entraînée en rotation par le moteur (14).
  6. Dispositif (1) selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu’un filet (18a) ménagé sur la face externe du second cylindre (16) est discontinu.
  7. Dispositif (1) selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu’une trajectoire hélicoïdale (18b) ménagée sur la face externe du second cylindre (16), complémentaire de la rainure hélicoïdale (15) est constituée de roulements à bille (19).
  8. Dispositif (1) selon l’une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le second cylindre (16) présente à une extrémité des moyens de liaison (17) agencés pour coopérer avec des moyens de liaison (36) complémentaires prévus sur le système réflecteur (3).
  9. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le système émetteur (3) comprend un système optique entouré par le système réflecteur (3), ce système optique étant configuré pour renvoyer un faisceau lumineux (f1) qui est émis par une source de lumière positionnée écartée dudit système optique, sous forme d’au moins un faisceau lumineux (f2) dans un cône de lumière dont le sommet est situé au niveau du système optique, le ou les faisceaux (f2) étant émis dans une plage angulaire jusqu’à 360°, autour dudit système optique.
  10. Dispositif (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système optique comprend une surface réfléchissante (20) montée en rotation autour d’un axe (X) perpendiculaire au plan du bâti du dispositif lumineux, cette surface réfléchissante (20) étant monté dans un manchon (21) entraîné en rotation par un moteur (5).
  11. Dispositif (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système optique est une pièce réfléchissante fixe (7, 7a, 7b) vers laquelle le faisceau lumineux (f1) est émis par la source de lumière pour être ensuite renvoyé (f2) vers le système réflecteur (3).
  12. Dispositif (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que cette pièce réfléchissante est en forme d’un cône dont le sommet (71, 71a, 71b) est dirigé vers la source de lumière et dont la paroi est de profil droit (72), concave (72a) ou convexe (72b).
  13. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le système émetteur (2) est constitué d’une source de lumière qui émet directement un ou des faisceaux vers le système réflecteur (3) qui l’entoure, la source (2) et le système réflecteur (3) étant sensiblement dans un même plan.
  14. Dispositif (1) selon la revendication 13, caractérisé en ce que le système émetteur (2) comporte également un masque configuré pour que seuls les faisceaux lumineux émis radialement par la source de lumière sont envoyés vers le système réflecteur à 360°.
  15. Dispositif (1) selon la revendication 13, caractérisé en ce que la source de lumière (8) est associée à un guide de lumière réfléchissant, concentrant et redirigeant le rayonnement de la source vers le système réflecteur (3).
  16. Dispositif (1) selon l’une des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que la source de lumière (8) est constituée d’une source laser, d’une lampe ou d’au moins une couronne de diodes électroluminescentes (DEL) ou de diodes laser.
  17. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les bords opposés du cadre du système réflecteur (3) définissent chacun un contour dont les formes sont identiques mais de dimensions différentes, la surface réfléchissante (31) s’étendant de l’un à l’autre des bords
  18. Dispositif (1) selon la revendication 17, caractérisé en ce que le système réflecteur (3) présente une section de forme circulaire, ovale, ou polygonale telle que carrée, triangulaire ou même en forme d’étoile dont le centre est le système émetteur (2).
  19. Dispositif (1) selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que le système réflecteur (3) présente une forme tronconique, la surface réfléchissante (31) s’étendant entre deux bords (32, 32) de section circulaire et de diamètres différents.
  20. Dispositif (1) selon l’une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que la surface réfléchissante (31) s’étend entre les deux bords (32, 33) avec un profil droit, convexe, concave ou présentant plusieurs sommets.
  21. Module réflecteur comprenant un système réflecteur et des moyens d’entraînement en translation dudit système réflecteur pour un dispositif selon l’une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que ledit système réflecteur (3) comprend un cadre portant une surface réfléchissante (31) s’étendant entre deux bords opposés (32, 33) du cadre (3), le cadre du système réflecteur (3) étant porté par un système d’entraînement en translation du type vis/écrou (11, 16), d’un système à glissière, ou d’un système à pignon-crémaillère.
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