WO2021204882A1 - Dispositif lumineux a ouverture etendue - Google Patents

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WO2021204882A1
WO2021204882A1 PCT/EP2021/059075 EP2021059075W WO2021204882A1 WO 2021204882 A1 WO2021204882 A1 WO 2021204882A1 EP 2021059075 W EP2021059075 W EP 2021059075W WO 2021204882 A1 WO2021204882 A1 WO 2021204882A1
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WO
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light
reflector
emitting
cylinder
reflector system
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PCT/EP2021/059075
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Philippe Natchoo
Charles COMPERAT
Sylvain STRAZIELLE
Simon BLATRIX
Aurélien LINZ
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Arteffect
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Publication date
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Priority to US17/995,443 priority patent/US20230175672A1/en
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    • F21V7/0025—Combination of two or more reflectors for a single light source
    • F21V7/0033—Combination of two or more reflectors for a single light source with successive reflections from one reflector to the next or following
    • 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
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • 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
    • F21W2131/40—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use
    • F21W2131/406—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use for theatres, stages or film studios

Definitions

  • TITLE Illuminated device with extended aperture
  • the present invention relates to a light device with extended aperture configured to emit light beams, in particular making it possible to create light effects.
  • the field of the invention is more particularly that of scenic lighting, in particular in the architectural field and that of entertainment, for example in discotheques, performance halls for concerts, parades, theatrical performances, entertainment. live, dance, for public, private events, TV shows, etc.
  • Other fields of application are also possible, such as the use of light beams to scan volumes.
  • a lighting device comprising at least one source arranged to emit a light beam, an optical device arranged to send each light beam from a central zone in several possible directions contained in a cone of light, the apex of which is located in the central zone, so that each light beam propagates in its cone of light, and a reflector system, arranged to receive each light beam propagating in its cone or plane of light and to reflect in an enclosed space each light beam received outside its cone, said reflector system preferably being arranged to move between several positions so that a change of position modifies the trajectory of a light beam reflected by the reflector system .
  • a lighting device allows the conversion of a light beam into a light surface.
  • Each source preferably comprises a laser or a light emitting diode or any other suitable light source.
  • the optical device comprises a reflective surface mounted in rotation in the central area of the lighting device about an axis. This reflecting surface is preferably arranged to reflect each light beam so that after reflection by the reflecting surface, each light beam propagates in its cone of light or in a plane in a direction which preferably depends on a position angular angle of the reflecting surface about its axis.
  • the reflector system has the shape of a polygon provided with several sides, each of its sides being formed by at least one mirror mounted in rotation about an axis (this axis being preferably parallel to the light plane of each light beam in the case of where the light cones are planes).
  • the reflector system can be mounted in translation (preferably perpendicular to the light plane of each light beam in the case where the light cones are planes).
  • a lighting device for producing scenographic light effects and which comprises a frame, a light source mounted on the frame, a light guide coupled to the light source to define a optical path along a longitudinal axis and a first mirror arranged along the longitudinal axis (A) and facing the light source to reflect the light beam back to the light source.
  • the device further includes a second mirror movable relative to the frame and facing the first mirror to reflect the beam of light reflected from the first mirror.
  • the shape and orientation of the light beam can be varied depending on the position of the second mirror along the longitudinal axis between the source and the first mirror and its inclination as well.
  • these variations only concern the opening / closing of the light beam and its orientation, which remains limited as possible effects.
  • a lighting device for an operating field comprising an emitting system which comprises a light source which sends a light beam towards a reflecting surface of a reflecting body which returns the light beam towards an element.
  • annular reflector The reflection body is carried by a support which carries other reflection bodies, this support can be driven in rotation which makes it possible to change the reflection body.
  • Each reflection body is carried on an axis resting on an adjustment part which has an inclined surface which can be driven in translation by a threaded rod so that the reflection body can be adjusted in height relative to the light source and to the reflector system. There is thus a displacement of the reflecting surface relative to the light source and to the annular reflector element.
  • Such a lighting device makes it possible to illuminate an operating field with the least possible shadow regardless of the distance between the operating field and the lighting device, while making it possible to vary the light intensity and the light. scope of the field.
  • the drive system for moving the reflective body is relatively complex and is intended only to allow fine adjustment of the illumination of the operating field.
  • an optical examination device comprising an optical assembly and an illumination assembly, the optical assembly determining a vertical optical axis for examining an object.
  • the illumination assembly comprises a distant light source coupled to a flexible bundle of optical fibers terminating in a light ring intended to create a sheath or a hollow cylinder of light coaxial with the optical axis and directed towards the product.
  • a first annular element concentric with the optical axis defines an opening between the optical assembly and the product to be examined and has a reflective outer surface for deflecting the sheath or the light cylinder in a first direction, and a second annular element having a reflective surface placed in the path of the light reflected by the first reflecting surface and intended to deflect the light towards the product to be examined.
  • a differential drive mechanism is for moving the first and second annular members at different travel speeds in the axial direction. It is thus possible to vary the distance between the two annular elements. When the angle of incidence changes, the two annular reflector elements are moved together, but with a variable space between them. Thus, light from the first surface hits a different region of the second surface to change the angle of incidence but maintain the same focal point. This simultaneous drive of the two annular elements is necessary to guarantee the correct shooting while offering a wide range of lighting, shadows and contrasts. Such a device is therefore aimed at lighting an object to enable it to be taken.
  • the invention relates to a light device for the emission of light beams with extended aperture, the structure of which is simple to implement makes it possible to obtain various and varied light effects with the possibility of using sources of light. varied lights while being economically advantageous.
  • the invention relates to a light device with extended aperture configured to emit at least one light beam
  • a light device with extended aperture configured to emit at least one light beam
  • an emitter system configured to emit at least one light beam, the beam (s) being emitted in an angular range of 360 ° around of said transmitter system
  • a reflector system surrounding the emitting system, arranged to receive each light beam propagating from the emitting system and reflect each light beam received towards the outside of the device, characterized in that said reflector system comprises a frame surrounding the emitting system and carrying a reflecting surface extending around the transmitter system, between two opposite edges of the frame, and in that the reflector system and / or the transmitter system are mounted movable in relation to each other, so that they are positionable relative to one another to modify the interception zone of the beam emitted by the emitting system, along the reflecting surface of the receiving system.
  • the relative displacement between the emitting system and the reflector system can make it possible to position the emitting system outside the reflector system, which causes a suppression of the light beam emitted by the lighting device and therefore a light effect of the additional device. .
  • the emitting system is configured to emit at least one light beam, in an angular range of 360 °, preferably radially around said emitting system.
  • a light device insofar as the beams emitted by the emitting system and the reflector system extend substantially in the same radial plane, allows an opening angle over half a space.
  • the lighting device therefore comprises means for driving the reflector system in displacement relative to the emitting system or of the emitting system relative to the reflector system.
  • Means can be provided for driving the reflector system in displacement relative to the emitting system and means for driving the displacement of the emitter system relative to the reflector system.
  • These moving drive means are preferably translational drive means. They may consist of a screw-nut system, a slide system, a rack-and-pinion system, or any other suitable mechanical drive system, operated at least by one motor.
  • the translational drive means comprise two cylinders of circular cross section, mounted concentrically, the first being mounted, for example on a frame, kept fixed in translation, the second cylinder being movable in translation along the central axis of the two cylinders.
  • the second cylinder carries at a free end the reflector system or the emitter system.
  • frame is understood to mean any support on which the transmitter and receiver systems can be mounted and assembled.
  • the lighting device may comprise a first cylinder of circular cross section comprising means for holding on the frame, in particular making it possible to keep this cylinder fixed in translation but free in rotation with respect to the frame.
  • the inner face of the wall of this cylinder has a helical groove forming an internal thread, the cylinder thus constituting the nut part of a screw / nut system of the drive means.
  • a second cylinder is mounted concentrically in the first cylinder and has on its external face a helical groove forming a thread engaged from one end of the second cylinder with the helical groove of the first cylinder so that the second cylinder constitutes the "screw" part of the system. screw nut.
  • the second cylinder has at its free end (not engaged in the first cylinder) the reflector system.
  • the reflector system which surrounds the transmitter system is movable in translation so that the interception zone of the beam (s) is modified along the profile of the reflective surface between the two edges of the receiver system.
  • the second cylinder is arranged to carry the emitter system at its end. Therefore, the reflector system which is fixed for example surrounds the transmitter system which is movable in translation so that the interception zone of the beam (s) is modified along the profile of the reflecting surface between the two edges of the receiver system. .
  • Such a system is simple to manufacture and to use while offering easy handling.
  • the translational drive means are actuated by a motor, directly or with the aid of mechanical transmission means such as transmission means by gear, belt, friction, cam, or planetary gear.
  • the drive means therefore comprise an actuating motor and transmission means for rotating the first cylinder and thus allowing the translational drive of the second cylinder and therefore of the reflector system.
  • the transmission means when the transmission means are geared, they consist of a toothed wheel rotatably mounted on the drive axis of the motor and meshed with a toothed ring formed on the outer face of the first cylinder.
  • the first cylinder forming a nut is driven in rotation by the toothed ring which meshes with said toothed wheel, while remaining fixed in translation. Consequently, the internal thread (helical groove) which is driven in rotation, but kept fixed in translation, causes the linear displacement of the second cylinder (screw) screwed into the first.
  • the transmission means When the transmission means are by belt, the first cylinder forms a pinion around which is wound a belt which cooperates with a pinion driven in rotation by the motor.
  • the transmission means are therefore a belt, engaged at the periphery of the first cylinder (thus forming a pinion) and engaged on a pinion mounted on the drive shaft in rotation of the engine.
  • the assembly of the two cylinders is installed in a frame of the lighting device so that the emitting system is surrounded by the reflector system, the linear displacement of the reflector system taking place along the central axis of the two cylinders, corresponding to an axis perpendicular to the plane of the frame of the lighting device.
  • the reflector system comprises a frame carrying a reflective surface extending between two opposite edges of the frame. These edges preferably each define an outline the shapes of which are identical but of different dimensions, the reflecting surface extending from one of the edges to the other with a continuous or variable surface profile which makes it possible to return a light beam in a direction different from that of the light beam emitted by the emitting system.
  • the relative displacement between the emitting system and the reflector system makes it possible to easily vary the light effects of the lighting device according to the invention.
  • the term “frame” is understood to mean any suitable support carrying the reflecting surface and which surrounds the emitting system.
  • the emitter system is positioned in the central zone of the lighting device.
  • the transmitting system is at the center of the space delimited by the receiving system.
  • This reflector system may have a cross section of circular, oval or polygonal shape such as square, triangular or even for example a star section, the center of which is the emitting system.
  • a part A of a real affine space E is said to be starred with respect to a point a of A if, for any point x of A, the segment [a, x] is contained in A, that is - say that in A, any point can be connected to a by a rectilinear path.
  • the reflector system can have a reflecting surface of frustoconical shape (continuous straight profile) and surrounding the emitting system, the relative translational movement of the reflector system with respect to the emitting system making it possible to modify the apparent diameter of the reflected light beam, is the variation of the distance traveled by the beam between the emitting system and the reflecting surface of the reflecting system.
  • the wall can be made to extend between the two edges with a continuous, convex or concave profile, then a variation in the angle of the beam at the “zoom effect” output is obtained.
  • the relative translational movement of the reflector system with respect to the transmitter system also varies the distance traveled by the beams between the transmitter system and the reflecting surface of the reflector system.
  • the reflecting surface of the reflector system may have a variable profile, that is to say with a non-continuous profile line with variations, surface irregularities, such as an alternation of hollows and peaks, the profile thus presenting several vertices.
  • the roughness and / or granularity of the reflecting surface makes it possible to play on the specular or diffuse aspect of the resulting reflection.
  • the reflective surface surrounds the transmitter system continuously, but it is also conceivable that it surrounds the transmitter system discontinuously.
  • the reflector system is carried by the free end of the second cylinder of the drive means which has connecting means arranged to cooperate with complementary connecting means provided on said reflector system. It is thus possible to mount / dismantle a reflector system on the drive means, which makes it possible to change the reflector system in order to obtain different light effects.
  • the frame of the reflector system is made in one piece with the second cylinder of the drive means.
  • the invention therefore also relates to a reflector module comprising a reflector system and means for driving said reflector system in translation, which can be installed in a frame of the luminous device of light beams.
  • a reflector module comprising a reflector system and means for driving said reflector system in translation, which can be installed in a frame of the luminous device of light beams.
  • such a reflector module comprising a reflector system and translational drive means of said reflector system
  • said reflector system comprises a frame carrying a reflective surface extending, with a continuous or variable surface profile, between two opposite edges of the frame, the frame of the reflector system being carried by a system drive in translation of the screw / nut type, of a slide system, of a rack and pinion system, or any other suitable mechanical drive system.
  • the reflector system and the translational drive means are as already described.
  • the invention also relates to a transmitter module comprising a transmitter system and translational drive means of said transmitter system in which the transmitter system is carried by a translational drive system of the screw / nut type, of a slide system. , or a rack and pinion system.
  • the transmitter system comprises an optical system positioned in the light device and surrounded by the reflector system, this optical system being configured to return a light beam emitted by a light source, in the form at least one light beam in a light cone, the apex of which is located from the positioning zone of the optical system, the beam (s) being emitted in an angular range of up to 360 °, preferably radially around said system optical.
  • the optical system and the reflector system are substantially in the same plane.
  • the light source is positioned away from the optical system, preferably along the central axis of the drive means.
  • the cone of light emitted by the emitting system may be a plane of light, which extends parallel to the plane of the frame.
  • the optical system comprises a reflecting surface mounted in rotation in the central zone around the central axis of the luminous device, this reflecting surface being arranged to reflect each light beam coming from the light source so that after reflection by the reflecting surface, each light beam propagates in its cone of light in a direction which depends on an angular position of the reflecting surface around its axis.
  • retinal persistence gives the viewer the impression of seeing a luminous surface whose shape will vary depending on the instants at which each of the sources emits its beam; the shape of the luminous surface, initially contained in the light cone of this beam, is modified by reflection on the reflector system which exits this beam and therefore this “luminous surface” outside the light cone of this beam.
  • the optical system converts each light beam into a first part of a "light surface” along its light cone, then this light surface is deployed in a second part outside the light cone of this beam after having been reflected. by the reflector system.
  • the optical system is a fixed reflecting part towards which the light beam is emitted by the light source to then be returned to the reflector system.
  • this reflecting piece is in the form of a cone, the apex of which is directed towards the light source and the wall of which has a straight profile, concave or convex, which allows a deflection of the beam in a direction preferably mainly radial around of the sending system.
  • the emitting system consists of a light source which directly emits one or more beams towards the reflector system which surrounds it, the source and the reflector system being substantially in the same plane. .
  • the emitting system also comprises a mask configured so that only the light beams emitted towards the 360 ° reflector system are emitted and propagate, preferably radially towards said reflector system.
  • the light source is associated with a reflective light guide, concentrating and redirecting the radiation from the source to the reflector system surrounding the light source (emitter system).
  • the light source can include several sources, for example the light beam generated by each source can be of a different color from those of the others.
  • the light source is a laser source.
  • the light source may be of the lamp type, associated with a light guide concentrating and directing the radiation from the source towards the optical system.
  • the light source can consist of a lamp, at least one ring of light emitting diodes (LEDs) or laser diodes each emitting a light beam.
  • LEDs light emitting diodes
  • laser diodes each emitting a light beam.
  • the emitting system can consist of any light source, whether it is an LED or laser lamp, potentially coupled to a fixed optical system directly connected and fixed to the source and making it possible to collimate or shape the beam as it is. desired (divergence / beamwidth, beamwidth).
  • light sources can be made up of a combination of several sources (multi LED or multi laser diode).
  • the luminous device according to the invention further comprises a control system, thanks to which it is possible to modify the luminous surfaces in real time and to create light choreographies by moving the reflector system and / or the emitting system with respect to each other, by playing on the modulation and the power of the source (s).
  • FIG. 1 a longitudinal sectional view of a lighting device according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 a longitudinal sectional view of a variant of the embodiment of Figure 1;
  • FIG. 2A a perspective view of the fixed optical system of FIG. 2;
  • FIG. 2B a sectional view of a variant of the optical system of Figure 2A
  • FIG. 2C a sectional view of another variant of the optical system of Figure 2A
  • FIG. 3 a longitudinal sectional view of a second embodiment of the invention
  • FIG. 4 a longitudinal sectional view of a variant of the mode of Figure 3;
  • FIG. 5 a sectional view of a variant of the mode of FIG. 3;
  • FIG. 6 a perspective view from above of the reflector system of the device according to FIG. 1;
  • FIG. 7 a cross-sectional view of a variant of the reflector system according to the invention.
  • FIG. 7A a view according to FIG. 7 showing the beams emitted on the reflector system
  • FIG. 8 a cross-sectional view of another variant of the reflector system according to the invention
  • FIG. 9 a perspective view from above of the luminous device of FIG. 1;
  • FIG. 10 a perspective view from above of the luminous device of FIG. 5;
  • FIG. 11 a side perspective view of a second cylinder of a device according to the invention.
  • FIG. 12 a side perspective view of a variant of a second cylinder of a device according to the invention
  • FIG. 13 a side perspective view of another variant of a second cylinder of a device according to the invention
  • FIG. 14 a schematic representation of a light beam emitted by an emitting system of the light device according to the invention
  • FIG. 15 a schematic representation of a light beam emitted by the light device according to two relative positions of the reflector system with respect to the emitter system.
  • the light device 1 comprises an emitter system 2 positioned here in the center of the light device 1 and a reflector system 3 completely surrounding the emitter system 2 and positioned in a similar plane. If the reflector system 3 has a circular cross section, the emitter system 2 is the center of the circle thus formed.
  • the transmitter system 2 is mounted on a frame of the lighting device.
  • This emitter system 2 comprises an optical system positioned in a central zone of the device 1 and associated with a light source in the form of a module M.
  • This optical system is configured to return a light beam f1 emitted by the light source, such as than a laser source, or any other light-emitting diode or lamp type source placed on the frame and emitting in the direction of the optical system.
  • the optical system returns the light beam f 1, in the form of at least one light beam f2, into a cone of light, the apex of which is located in the central zone symbolized by the central axis X of the device 1.
  • This optical system comprises a reflecting surface 20 carried by a sleeve 21 driven in rotation around the central axis X of the lighting device 1, this reflecting surface 20 such as a mirror being driven in rotation by means of a motor 5 fixed to the device. sleeve 21, the motor 5 being enclosed in a cover 6 (see FIG. 9).
  • the reflecting surface consists of a mirror 20 having an inclination and reflecting each light beam f1 coming from the light source so that after reflection by the reflecting surface 20 each light beam f2 propagates in its light cone in a direction which depends on an angular position of the reflecting surface around the axis X.
  • the mirror 20 has an inclination of 45 °, the beams f2 extending radially towards the reflector system 3.
  • the optical system is therefore arranged to send each light beam f2 from the central zone and more exactly from the reflecting surface 20 located in this central zone 9, in several possible directions contained in a plane, called a “light plane”. to give it a name so as to identify it, specific to this beam so that each light beam f2 propagates in its plane of light.
  • the light plane of each light beam f2 is preferably radial and horizontal as can be seen in FIG. 14.
  • the light planes of the different light beams are preferably mutually parallel.
  • the optical system is arranged so that this direction of a light beam f2 explores all the orientations at 360 degrees radially around the central zone 9, ie around the reflecting surface 20 or around the X axis, when the reflecting surface 20 makes a complete revolution around its X axis and that this light beam f1 is emitted by its source during this complete revolution.
  • the optical system is a fixed reflecting part 7 towards which a light beam f1 is emitted by a light source such as a laser source, LED source or lamp.
  • this reflecting piece 7 is in the form of a cone, the apex 71 of which is directed towards the light source and the wall 72 of which has a straight profile (see FIG. 2A).
  • This cone-shaped reflecting piece may also have a top 71a and a wall 72a of concave profile such as the part 7a shown in FIG. 2B or with a top 71b with a wall of convex profile 72b like the part 7b visible in the figure. 2C.
  • the emitting system 2 consists of the light source such as a lamp 8, the light radiation of which is masked. using a cover 6 so that the light beam (s) f2 are emitted at 360 °, preferably mainly radially in the direction of the reflector system 3 which surrounds the light source 8.
  • the source 8 is associated with a reflecting light guide 9 which concentrates and directs, preferably radially, the light from the source 8 towards the reflector system 3.
  • the light source 10 consists of at least a ring of light-emitting diodes (LEDs) or laser diodes emitting one or more light beams f2 in particular in the direction of the reflector system 3.
  • LEDs light-emitting diodes
  • laser diodes emitting one or more light beams f2 in particular in the direction of the reflector system 3.
  • the reflector system 3 shown in Figures 1, 2, 3, 4, 5, 6, has a reflecting surface 31 which surrounds the emitting system 2.
  • the reflecting surface 31 returns the beams f2 in the form of output beams f3.
  • This reflecting surface 31 is carried in a frame 30 which has opposite edges 32, 33 which define two parallel faces A and B, the contours of which are of identical shape but of different dimensions.
  • the reflector system 3 has a circular cross section and the reflecting surface 31 forms a truncated cone, between the edges 32 and 33, which respectively define two disk-shaped faces of different diameters Da and Db, Da> Db.
  • the frustoconical reflecting surface 31 surrounds the transmitter system 2 with a continuous straight profile.
  • the reflector system 3 namely the frame or support 30, further has a wall 34 in the form of a crown, concentric, extending parallel to the X axis of the device 1 (axis perpendicular to the frame) from the edge 32 defining the disc A of larger diameter and surrounding the reflecting surface 31.
  • the reflecting wall 31 which extends between the two edges 32, 33 can also have a convex profile 31a or a concave profile 31b.
  • the beams f2 coming from the emitting system 2 are returned by the reflector system 3 with an opening angle which makes it possible to emit the beams f3 which thus cover half a space above the plane. PE.
  • the emitter system 2 and / or the reflector system 3 are mounted which can be driven in displacement relative to each other in the direction of the central axis X.
  • the lighting device 1 according to the invention comprises means drive in displacement of the reflector system 3 relative to the transmitter system 2.
  • displacement drive means consist in particular in the example shown, of translational drive means of the reflector system 3 along the X axis, of the type of a screw-nut system.
  • a first cylinder 11 of circular cross section and a second cylinder 16 which carries at one end the reflector system 3 form said screw / nut system.
  • the first cylinder 11 has on its internal face a helical groove 15 in which is engaged a helical groove or thread 18 formed on the external face of the second cylinder 16.
  • the screw / nut system is operated using a motor 14 and transmission means.
  • the first cylinder 11 comprises a toothed ring 12 which meshes with a toothed wheel 13 driven in rotation by the motor 14.
  • the second cylinder 16 has means of connection with the reflector system 3.
  • connection means may be screwing means 17 provided to cooperate with screwing means.
  • 36 provided on a wall 35 of the reflector system 3.
  • the reflector system 3 has an intermediate wall 35 extending between the reflecting surface 31 and the outer ring 34, parallel to said outer ring 34, and which has the connecting means 17 complementary to those provided on the second cylinder 16.
  • the first cylinder 11 kept fixed in translation in the frame of the device but free to rotate, is driven in rotation by the toothed ring 12 in engagement with the toothed wheel 13 and, consequently, the internal thread 15 is also driven in rotation which causes the linear displacement, along the X axis coincident with the central axis of the cylinders 11, 16, of the second cylinder 16 engaged by its thread 18 such as a helical groove, in the helical groove 15 (as shown in Figure 11).
  • the second cylinder 16 is thus driven in translation and in rotation or else only in translation (blocked in rotation).
  • a light is emitted in the form of a cylinder (except for the divergence of the light beam), the diameter of which depends on the diameter of the reflecting surface 31 at the intersection with the light plane emitted by the emitting system 2.
  • the driving movement of the reflecting surface 31 relative to the emitting system makes it possible to modify the zone of interception of the light plane by the reflecting surface of the reflector system, which causes the diameter to vary of the light cylinder at the exit of the luminous device (see figure 15).

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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 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 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).

Description

DESCRIPTION
TITRE : 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 006454, 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-A-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.
Dans FR-A-2479414, on a proposé un dispositif d’éclairage pour champ opératoire comprenant un système émetteur qui comprend une source lumineuse qui envoie un faisceau lumineux vers une surface réfléchissante d'un corps de réflexion qui renvoie le faisceau lumineux vers un élément réflecteur annulaire. Le corps de réflexion est porté par un support qui porte d'autres corps de réflexion, ce support est entraînable en rotation ce qui permet de changer le corps de réflexion. Chaque corps de réflexion est porté sur un axe en appui sur une pièce de réglage qui présente une surface inclinée qui peut être entraînée en translation par une tige filetée de sorte que le corps de réflexion peut être réglé en hauteur par rapport à la source lumineuse et au système réflecteur. On a ainsi un déplacement de la surface réfléchissante par rapport à la source lumineuse et à l’élément réflecteur annulaire. Un tel dispositif d’éclairage permet d’éclairer un champ opératoire avec le moins d’ombre possible quelle que soit la distance entre le champ opératoire et le dispositif d’éclairage et ce, tout en permettant de faire varier l’intensité lumineuse et l’étendue du champ. Toutefois, le système d’entraînement en déplacement du corps de réflexion est relativement complexe et ne vise qu’à permettre un réglage fin de l’éclairage du champ opératoire.
Dans le document US-A-4706168, on propose un dispositif d’examen optique, comprenant un ensemble optique et un ensemble d'éclairement, l'ensemble optique déterminant un axe optique vertical d’examen d’un objet. L’ensemble d'éclairement comporte une source lumineuse distante couplée à un faisceau souple de fibres optiques aboutissant à un anneau lumineux destiné à créer une gaine ou un cylindre creux de lumière coaxial à l'axe optique et dirigé vers le produit. Un premier élément annulaire concentrique à l'axe optique délimite une ouverture entre l'ensemble optique et le produit à examiner et présente une surface externe réfléchissante destinée à dévier la gaine ou le cylindre de lumière dans une première direction, et un second élément annulaire ayant une surface réfléchissante placée sur le trajet de la lumière réfléchie par la première surface réfléchissante et destiné à dévier la lumière vers le produit à examiner. Un mécanisme d'entraînement différentiel est destiné à déplacer les premier et second éléments annulaires à des vitesses de déplacement différentes dans la direction axiale. On peut ainsi faire varier la distance entre les deux éléments annulaires. Lorsque l'angle d'incidence change, les deux éléments annulaires réflecteurs sont déplacés ensemble, mais avec un espace variable entre eux. Ainsi, la lumière provenant de la première surface frappe une région différente de la seconde surface pour changer l'angle d'incidence mais maintenir le même point focal. Cet entraînement simultané des deux éléments annulaires est nécessaire pour garantir la prise de vue correcte tout en offrant une large plage d’éclairage, d’ombres et de contrastes. Un tel dispositif vise donc un éclairage d’un objet pour permettre sa prise de vue.
Ces dispositifs permettent donc un éclairage réglable d’un lieu (champ opératoire) ou objet pour lesquels on recherche le meilleur éclairage possible.
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 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, 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 donc des moyens d'entraînement en déplacement du système réflecteur par rapport au système émetteur ou du système émetteur par rapport au système réflecteur. On peut prévoir des moyens d'entraînement en déplacement du système réflecteur par rapport au système émetteur et des moyens d’entraînement en déplacement du système émetteur par rapport au système réflecteur.
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, par exemple sur un bâti, maintenu fixe en translation, le second cylindre étant mobile en translation selon l’axe central des deux cylindres. Le second cylindre porte à une extrémité libre le système réflecteur ou le système émetteur. On entend par bâti, tout support sur lequel les systèmes émetteur et récepteur peuvent être montés et assemblés.
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, selon une première forme de réalisation, le second cylindre présente à son extrémité libre (non engagée dans le premier cylindre) le système réflecteur. 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.
Dans une autre forme de réalisation, le second cylindre est agencé pour porter à son extrémité le système émetteur. De ce fait, le système réflecteur qui est fixe par exemple entoure le système émetteur qui 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.
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 un 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, c’est-à-dire avec une ligne de profil non continue avec des variations, des irrégularités de surface, tel qu’une alternance de creux et de sommets, le profil présentant ainsi plusieurs 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.
L’invention concerne également un module émetteur comprenant un système émetteur et des moyens d’entraînement en translation dudit système émetteur dans lequel le système émetteur est porté par un système d’entraînement en translation du type vis/écrou, d’un système à glissière, ou d’un système à pignon-crémaillère.
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 w 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 : [Fig. 1] une vue en coupe longitudinale d’un dispositif lumineux selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 2] une vue en coupe longitudinale d’une variante du mode de réalisation de la figure 1 ; [Fig. 2A] une vue en perspective du système optique fixe de la figure 2 ;
[Fig. 2B] une vue en coupe d’une variante du système optique de la figure 2A ; [Fig. 2C] une vue en coupe d’une autre variante du système optique de la figure 2A ;
[Fig. 3] une vue en coupe longitudinale d’un deuxième mode de réalisation de l’invention [Fig. 4] une vue en coupe longitudinale d’une variante du mode de la figure 3 ;
[Fig. 5] une vue en coupe d’une variante du mode la figure 3 ;
[Fig. 6] une vue en perspective du dessus du système réflecteur du dispositif selon la figure 1 ;
[Fig. 7] une vue en coupe transversale d’une variante du système réflecteur selon l’invention ;
[Fig. 7A] une vue selon la figure 7 représentant les faisceaux émis sur le système réflecteur ;
[Fig. 8] une vue en coupe transversale d’une autre variante du système réflecteur selon l’invention ; [Fig. 9] une vue en perspective du dessus du dispositif lumineux de la figure 1 ;
[Fig. 10] une vue en perspective du dessus du dispositif lumineux de la figure 5 ;
[Fig. 11] une vue en perspective latérale d’un second cylindre d’un dispositif selon l’invention ;
[Fig. 12] une vue en perspective latérale d’une variante d’un second cylindre d’un dispositif selon l’invention ; [Fig. 13] une vue en perspective latérale d’une autre variante d’un second cylindre d’un dispositif selon l’invention ;
[Fig. 14] une représentation schématique d’un faisceau lumineux émis par un système émetteur du dispositif lumineux selon l’invention ; et [Fig. 15] 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 f 1 , 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 a de la source de lumière. Dans le cas d'une source de lumière type laser, on a donc un angle a 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 a 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 a soit centré sur l'horizontal (b = 0) par exemple avec un système optique dont la surface réfléchissante 20 est inclinée à 45° ou avec un angle b 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). Le second cylindre 16 est ainsi entraîné en translation et en rotation ou bien uniquement en translation (bloqué en rotation).
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

REVENDICATIONS
1. Dispositif lumineux (1) à ouverture étendue, configuré pour émettre au moins un faisceau lumineux comprenant : 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 ou du système émetteur par rapport au système réflecteur, 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 maintenu fixe en translation, le second cylindre (16) portant à une extrémité libre le système réflecteur (3) ou le système émetteur (2), 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 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.
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 variable tel que 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 20, 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.
22. Module émetteur comprenant un système émetteur et des moyens d’entraînement en translation dudit système émetteur pour un dispositif selon l’une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le système émetteur (2) est 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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