FR2546271A1 - Method and device for colouring a light beam - Google Patents

Abstract

The method consists in disposing on the path of the light beam a coloured diaphragm with a variable and adjustable aperture which determines the formation of a light spot of constant dimension, but whose intensity of coloration varies according to the degree of opening of the diaphragm, with an even distribution of light over the spot. The device comprises at least one diaphragm consisting of two coloured filters 1, 1a disposed symmetrically with respect to the light beam to be coloured, on which filters there act means for their reciprocal displacement in order to make them occupy any desired reciprocal position, using direct or programmed control. Applications: obtaining scenic interplay and effects; identifying a colour in the paint and colorant industry; in medicine, analysis of the sensitivity of the eye to colours.

Description

La présente invention concerne un procédé pour la coloration d'un faisceau lumineux de lumière blanche et un dispositif pour la réalisation de ce procédé. The present invention relates to a method for coloring a light beam of white light and a device for carrying out this method.

Pour de nombreuses applications scientifiques, artistiques, industrielles, médicales, il est nécessaire de colorer un faisceau lumineux afin d'obtenir une couleur dans une gamme de longueur d'onde donnée. For many scientific, artistic, industrial, medical applications, it is necessary to color a light beam in order to obtain a color in a given wavelength range.

Le problème est d'obtenir la coloration de ce faisceau en continu avec toutes les couleurs désirées , à partir d'une source ayant un spectre étendu. The problem is to obtain the coloring of this beam continuously with all the desired colors, from a source having an extended spectrum.

Parmi les solutions actuelles à ce problème on peut citer le s suivante s - les systèmes qui interposent devant la source lumineuse ou devant le
récepteur de lumière des ensembles mécaniques composes de filtres
de différentes couleurs. Ces filtres agissent par tout ou rien et peuvent
etre, ou non, superposés. On obtient ainsi des dispositifs qui permet
tent d'obtenir un maximum de 5 à 6 couleurs si l'on veut ne pas dépars
ser un encombrement acceptable et qui, de toute façon, ne permettent
pas d'obtenir une variation continue.On est alors oblige de faire appel
à plusieurs sources lumineuses dont on fait varier l'intensité lumineuse
(cas des spectacles tels que théatres) - des dispositifs expérimentaux dont on décrira sommairement deux
d'entre eux:
l'un consiste à éclairer un point précis, tel qu'un objet, avec quatre
projecteurs munis de filtres bleu, jaune, rouge, vert, et à faire
varier l'intensité de chaque projecteur suivant des règles precises
qui associent à une intensité des quatre sources donnes une couleur
bien définie. Cette solution, intéressante sur le plan expérimental
est peu applicable pratiquement. En effet, elle nécessite d'abord
quatre sources et elle est donc economiquement chère et technique
ment complexe.En outre, en dehors du point de focalisation des
quatre sources, les quatre composantes apparaissent distinctement.Among the current solutions to this problem we can cite the following s - the systems which interpose in front of the light source or in front of the
light receiver of mechanical assemblies composed of filters
of different colors. These filters work by all or nothing and can
or not be superimposed. We thus obtain devices which allow
try to get a maximum of 5 to 6 colors if you don't want to spread
be an acceptable size and which, in any case, do not allow
not to obtain a continuous variation. We are therefore obliged to call
to several light sources whose light intensity is varied
(case of shows such as theaters) - experimental devices of which two will be briefly described
of them:
one is to illuminate a specific point, such as an object, with four
projectors with blue, yellow, red, green, and to do filters
vary the intensity of each spotlight according to precise rules
which associate with an intensity of the four sources give a color
well defined. This solution, interesting from an experimental point of view
is practically hardly applicable. Indeed, it requires first
four sources and so it is economically expensive and technical
In addition, apart from the focal point of the
four sources, the four components appear distinctly.

Enfin, si l'objet bouge, tous les réglages sont à refaire.  Finally, if the object moves, all the adjustments must be redone.

l'autre dispositif fait appel à une lampe spéciale à décharge dont le
temps de réponse est très bref, c'est-à-dire dont l'intensité lumi
neuse rayonnée ne présente pas d'inertie par rapport à la commande
d'eclairement, ce qui n'est pas le cas avec une lampe à incandescen
ce dont les filaments pressentent une inertie visible à l'oeil. On utilise
le phénomène de persistance. des impressions rétiniermes pour dmet-
tre pendant des périodes très courte s devant des filtres de couleur
qui défilent devant la source en synchronisation avec l'intensité de
celle-ci. En faisant varier le temps dléclairement devant chaque fil
tre on obtient des couleurs variables.Ce dispositif est également
pratiquement inutilisable parce que les sources qui présentent les
caractéristiques requises sont limites à des puissances trop faibles
et aussi parce que ltensemble représente des colts de fabrication qui
demeurent très importants.the other device uses a special discharge lamp, the
response time is very short, i.e. the light intensity
radiated neuse does not present inertia compared to the command
of illumination, which is not the case with an incandescent lamp
what the filaments sense inertia visible to the eye. We use
the phenomenon of persistence. retinal impressions for
be for very short periods of time in front of color filters
parading in front of the source in synchronization with the intensity of
this one. By varying the lighting time in front of each wire
variable colors are obtained. This device is also
practically unusable because the sources which present the
required characteristics are limited to too low powers
and also because the whole represents manufacturing costs which
remain very important.

Le procédé suivant l'invention appo/rte au problème consi déré une solution simple, efficace et peu coûteuse. The process according to the invention brings to the problem a simple, effective and inexpensive solution.

Ce procédé consiste essentiellement à disposer sur le trajet d'un faisceau cohérent de lumière blanche, émis par une source telle qu'un projecteur par exemple, un diaphragme colore d'ouverture variable. En faisant varier l'ouverture du diaphragme, on obtient une tache lumineuse dont les dimensions restent constantes mais dont l'in tensité de colorant varie suivant le degré d'ouverture du diaphragme, avec une répartition régulière de la lumière dans la tache. This process essentially consists in placing on the path a coherent beam of white light, emitted by a source such as a projector for example, a colored diaphragm with variable aperture. By varying the aperture of the diaphragm, a light spot is obtained whose dimensions remain constant but whose color intensity varies according to the degree of opening of the diaphragm, with a regular distribution of the light in the spot.

- En interposant devant le faisceau lumineux une succession de diaphragmes constitués par des filtres colores, de façon à obtenir un mélange de couleurs, comme les filtres de couleront une bande passante relativement large, on obtient, par addition du filtrage, ltéquiva- lent d'un autre filtre. Comme le nombre de positions de chaque filtre peut etre extremement considérable, on obtient un nombre pratiquement illimité de combinaisons colorées. - By interposing in front of the light beam a succession of diaphragms constituted by color filters, so as to obtain a mixture of colors, as the filters will flow a relatively wide bandwidth, we obtain, by addition of filtering, the equivalent of another filter. As the number of positions of each filter can be extremely considerable, a practically unlimited number of colored combinations is obtained.

Le procédé suivant 17invention peut recevoir de nombreuses applications, parmi lesquelles on peut citer : dans le domaine du spectacle l'obtention de jeux et effets scéniques ; dans celui de l'industrie de la peinture et des colorants l'identification précise d'une couleur ; en médecine l'analyse de la sensibilité de l'oeil aux différentes couleurs ; en télévision la modification de la couleur de la lumière reçue par les caméras. The following method 17invention can receive many applications, among which we can cite: in the field of entertainment obtaining games and stage effects; in the paint and dye industry the precise identification of a color; in medicine, the analysis of the eye's sensitivity to different colors; in television the modification of the color of the light received by the cameras.

Cette énumération de possibilités d'applications du procédé de l'invention n'est en aucune façon limitative.This list of possible applications of the process of the invention is in no way limiting.

Le procédé suivant l'invention peut etre mis en oeuvre au
moyen de dispositifs fort différents. Il peut, avantageusement, etre
réalisé au moyen d'un dispositif, qui, conformément à l'invention comporte moins un diaphragme constitue par deux filtres colorés disposés symétri
quernent par rapport au faisceau lumineux qu'il s'agit de colorer, sur
lesquels agissent des moyens permettant leur déplacement réciproque
pour leur faire occuper toute position réciproque quelconque voulue, à
l'aide d'une commande directe ou programmée.The process according to the invention can be carried out at
means of very different devices. It can, advantageously, be
produced by means of a device, which, in accordance with the invention comprises at least one diaphragm constituted by two colored filters arranged symmetrically
around the light beam to be colored, on
which act means allowing their reciprocal displacement
to make them occupy any desired reciprocal position, except
using direct or programmed command.

Suivant une caractéristique de l'invention, les filtres sont soli
daires de supports montés sur un chemin de roulement et entraidés en
vue de leur déplacement réciproque, par tout moyen quelconque convena
ble tel que cible ou vis sans fin, actionné par un moteur électrique ré
versible à commande directe ou programmée.According to a characteristic of the invention, the filters are soli
pair of supports mounted on a raceway and supported in
view of their reciprocal displacement, by any means whatsoever agreed
ble as target or worm, powered by a re electric motor
versible with direct or programmed control.

On a décrit ci-après quelques unes des formes possibles de
réalisation de l'invention, étant bien précisé qu'il s'agit uniquement
d'exemples non limitatifs et que toutes autres formes proportions et
dispositions pourraient etre adoptes dans sortir du cadre de l'invention.Some of the possible forms of
realization of the invention, being clearly specified that it is only
non-limiting examples and that all other proportions and
provisions could be adopted outside the scope of the invention.

Au cours de cette description1 on se réfère aux dessins ci-joints
qui montrent
Fig. 1 et 2 l'agencement du dispositif suivant l'invention dans deux
formes de réalisation,
Fig. 3 un dispositif suiyant l'invention, adapté à un projecteur
classique,
Fig. 4 à 8 des exemples de couleurs obtenues par application du pro
cédé et au moyen de dispositifs suivant l'invention.During this description1 reference is made to the attached drawings
who show
Fig. 1 and 2 the arrangement of the device according to the invention in two
embodiments,
Fig. 3 a device according to the invention, adapted to a projector
classic,
Fig. 4 to 8 examples of colors obtained by applying the pro
transferred and by means of devices according to the invention.

Dans ce qui suit, il sera question de l'application de l'invention au domaine du spectable. Mais il doit être bien entendu qu'il ne s'agit là que d'une application possible à côté d'autres telles que celles signalées plus haut, de l'invention. In what follows, the application of the invention to the field of the spectator will be discussed. However, it should be understood that this is only one possible application alongside others such as those mentioned above, of the invention.

Le diaphragme coloré,d 'ouverture variable, qui, suivant le procédé conforme à l'invention, doit etre disposé sur le trajet d'un faisceau de lumière blanche est, dans l'exemple traité essentiellement constitué de deux filtres colorés 1, la, interposés sur le trajet du faisceau lumineus schématisé en 2, émis par un projecteur classique. The colored diaphragm, of variable opening, which, according to the process according to the invention, must be arranged in the path of a beam of white light is, in the example treated essentially consisting of two colored filters 1, la, interposed on the path of the light beam shown schematically in 2, emitted by a conventional projector.

Chaque filtre est monté sur un chassis 3, 3a. Les chassis 3, 3a sont rendus solidaires de chariots 4, 4a roulant, par des galets, ou l'équivalent, 5 sur le chemin de roulement 6a que présente un carter 6 dans lequel sont logés les moyens d'entrafnement des chariots 4,4a. Each filter is mounted on a frame 3, 3a. The chassis 3, 3a are made integral with carriages 4, 4a rolling, by rollers, or the equivalent, 5 on the raceway 6a that has a housing 6 in which are housed the means for entraining the carriages 4,4a .

Ces moyens consistent, dans la forme de réalisation sui vant la Fig. 1 en un câble 7 fixé en 8 sur un tambour 9 calé sur l'arbre d'un moteur électrique 10 à sens de marche réversible. These means consist, in the embodiment following FIG. 1 in a cable 7 fixed at 8 on a drum 9 wedged on the shaft of an electric motor 10 with reversible direction of travel.

Le câble d'entrainement 7 est fixé en deux points lia, lib, symétriquement opposés, sur les chariots 4, 4a. I1 passe sur des galets de renvoi 12, 13. The drive cable 7 is fixed at two points 11a, lib, symmetrically opposite, on the carriages 4, 4a. I1 passes over idler rollers 12, 13.

La commande du moteur 10 est conçue de façon à permettre aux filtres d'occuper toute position réciproque quelconque voulue pour l'obtention de l'effet recherché, avec possiB;éde repérer cette position et de la reproduire à volonté. Dans ce but, le moteur 10 peut être relié, par exemple par un potentiomètre 11, à une électronique dtasse~rvissement dotée d'un pupitre de commande (non représentés). The control of the motor 10 is designed so as to allow the filters to occupy any reciprocal position whatsoever desired for obtaining the desired effect, with the possibility of locating this position and reproducing it at will. For this purpose, the motor 10 can be connected, for example by a potentiometer 11, to an electronic dtasse ~ rvissement provided with a control console (not shown).

Le dispositif représenté à la Fig. 2 est de conception identique à celle du dispositif qui vient d'etre décrit en réference à la Fig. 1. The device shown in FIG. 2 is identical in design to that of the device which has just been described with reference to FIG. 1.

Seul diffère le mécanisme d'entrainement des chariots 4, 4a portant les filtres 17 la. Ce mecanisme fait appel à deux vis sans fin aboutées 14, 14a à pas inversé, entraidant en sens inverse, la vis 14 le chariot 4, la vis 14a le chariot 4a. Le système de vis est entrai'né en rotation par le moteur 15 assorti d'un compteur numérique 15a logé dans un support 16 encastré dans le carter 6. La visl4 passe dans un support 17 fixé sur le carter 6. Chaque vis est rendue solidaire du chariot qu'elle entraxe par une pièce taraudée telle que 18 dans laquelle elle passe et qui est fixée sur le chariot correspondant.La commande du moteur d'entraine- ment 15 des vis est la même que celle décrite à propos de la forme de réalisation de la Fig. 1.The only difference is the drive mechanism of the carriages 4, 4a carrying the filters 17a. This mechanism uses two butted endless screws 14, 14a with inverted pitch, helping each other in opposite directions, the screw 14 the carriage 4, the screw 14a the carriage 4a. The screw system is driven in rotation by the motor 15 accompanied by a digital counter 15a housed in a support 16 embedded in the housing 6. The visl4 passes into a support 17 fixed on the housing 6. Each screw is made integral of the carriage which it centers with a threaded part such as 18 in which it passes and which is fixed to the corresponding carriage. The control of the drive motor 15 of the screws is the same as that described with regard to the form of embodiment of FIG. 1.

Pratiquement, dans l'application, envisagée dans les exemples ci-dessus il est nécessaire, pour obtenir des couleurs de nuance et d'intensité pratiquement illimitées de placer successivement sur le tra 3et du faisceau lumineux une pluralité de dispositifs suivant l'invention
par exemple trois - chaque filtre utilisant une couleur de base telle que le jaune, le rouge et le bleu.In practice, in the application envisaged in the examples above, it is necessary, in order to obtain colors of almost unlimited shade and intensity, to place successively on the tra 3 and of the light beam a plurality of devices according to the invention
for example three - each filter using a basic color such as yellow, red and blue.

La Fig. 3 montre, à titre d'exemple, l'adaptation, sur un projecteur dont on voit en 19 la trace de l'objectif, de trois dispositifs A, B, C, suivant l'invention, montés à superposition sur une plaque de base 20 fixée, de préférence de façon amovible, par tout moyen quelconque convenable sur le projecteur. Fig. 3 shows, by way of example, the adaptation, on a headlamp of which we see in 19 the trace of the objective, of three devices A, B, C, according to the invention, mounted superimposed on a base plate 20 fixed, preferably removably, by any suitable means on the projector.

Les trois dispositifs sont régulièrement espacés angulairement de 120 sur la plaque par rapport à l'objectif du projecteur. The three devices are regularly angularly spaced 120 on the plate relative to the projector lens.

Avec un ensemble du genre de celui représenté à la Fig. 3 et en superposant un dispositif A à filtre rouge, un dispositif B à filtre bleu, et un dispositif C à filtre jaune, on obtient pour une disposition réciproque donnée des filtres dans chaque dispositif - pour la disposition des filtres suivant la Fig. 4, une couleur à domi
nante jaune, - pour celle suivant la Fig. 5, une couleur à dominante ambre clair, - pour celle suivant la Fig. 6, une couleur à dominante violette, - pour celle suivant la Fig. 7, une couleur à dominante violine claire, - pour celle suivant la Fig. 8, une couleur à dominante bleu clair.With a set of the kind shown in FIG. 3 and by superimposing a device A with a red filter, a device B with a blue filter, and a device C with a yellow filter, filters are obtained for a given reciprocal arrangement in each device - for the arrangement of the filters according to FIG. 4, a domi color
yellow nante, - for that according to Fig. 5, a predominantly light amber color, - for that according to FIG. 6, a predominantly purple color, - for that according to FIG. 7, a predominantly light purple color, - for that according to FIG. 8, a predominantly light blue color.

D'une façon générale, en faisant varier le nombre des dispositifs, les positions réciproques des filtres dans chacun d'entre eux, on peut obtenir, suivant l'invention, des nuances de couleurs en nombre pratiquement illimité. In general, by varying the number of devices, the reciprocal positions of the filters in each of them, it is possible, according to the invention, to obtain nuances of color in practically unlimited numbers.

Quant à la répartition angulaire des dispositifs par rapport à l'objectif il faut et il suffit qu'elle soit telle qu'elle ne se traduise pas par une atténuation de l'intensité lumineuse.  As for the angular distribution of the devices relative to the objective, it is necessary and sufficient that it be such that it does not result in an attenuation of the light intensity.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour la coloration d'un faisceau cohérent de lumière blanche émis par une source tel que projecteur, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer sur le trajet du faisceau lumineux un diaphragme coloré d'ouverture variable, réglable, déterminant la formation d'une tache lumineuse de dimension constante, mais dont l'intensité de coloration varie suivant le degré d'ouverture du diaphragme, avec une répartition régulière de la lumière dans la tache. 1. Method for coloring a coherent beam of white light emitted by a source such as a projector, characterized in that it consists in placing on the path of the light beam a colored diaphragm of variable, adjustable aperture, determining the formation of a luminous spot of constant size, but whose intensity of coloring varies according to the degree of opening of the diaphragm, with a regular distribution of the light in the spot. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la 2. Device for implementing the method according to au moins revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte,4in diaphragme constitué par deux filtres colorés (1, la) disposés symétriquement par rapport au faisceau lumineux qu'il s'agit de colorer, sur lesquels-agissent des moyens permettant leur déplacement réciproque pour leur faire occuper toute position réciproque quelconque voulue, à l'aide d'une commande directe ou pro gramme,  at least claim 1, characterized in that it comprises, 4in diaphragm constituted by two colored filters (1, la) arranged symmetrically with respect to the light beam which it is a question of coloring, on which act means allowing their displacement reciprocal to make them occupy any desired reciprocal position, using a direct command or program, 3.Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les filtres colorés (1, la) sont solidaires de supports (4, 4a) montés sur un chemin de roulement (6a) et entraidés en vue de leur déplacement réciproque par un câble (7) fixé d'une part à chacun des supports de filtres, d'autre part à- une pièce (9 ) entraînée en rotation par un moteur électrique réversible (10)  3. Device according to claim 2, characterized in that the colored filters (1, la) are integral with supports (4, 4a) mounted on a raceway (6a) and supported for their reciprocal movement by a cable ( 7) fixed on the one hand to each of the filter supports, on the other hand to a part (9) driven in rotation by a reversible electric motor (10) 4. Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les supports de filtres (4, 4a) sont entrainés chacun en vue de leur déplacement réciproque par une vis sans fin (14, 14aJ, le pas de l'une des vis étant inverse du pas de l'autre, les vis étant entraînées en rotation par un moteur électrique réversible (15).  4. Device according to claim 2 characterized in that the filter supports (4, 4a) are each driven for their reciprocal movement by an endless screw (14, 14aJ, the pitch of one of the screws being reversed from not on the other, the screws being driven in rotation by a reversible electric motor (15). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5. Device according to any one of the claims 2 à 4, caractérisé en ce que les porte-filtres progressent sur des chemins de roulement (6a) que présente un carter (6) dans lequel sont disposés les moyens d'entraiùement de ces porte-filtres.  2 to 4, characterized in that the filter holders progress on raceways (6a) that have a casing (6) in which are arranged the means for entrainment of these filter holders. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le moteur d'entra1-nement (10, 15) des moyens (7, 14, 14a) assurant le déplacement des chariots porte-filtres est relié à une commande directe ou programmée permettant la reproduction de la couleur ou de la nuance de couleur que l'on veut obtenir. 6. Device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the drive motor (10, 15) of the means (7, 14, 14a) ensuring the movement of the filter-carrying carriages is connected to a direct or programmed command allowing the reproduction of the color or the shade of color which one wishes to obtain. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le moteur d'entrainement est couplé à un potentiomètre (11) ou à un compteur numérique (15a). 7. Device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the drive motor is coupled to a potentiometer (11) or to a digital counter (15a). 8. Appareil utilisable notamment dans le domaine de ltéclai~ rage scénique ou de spectacle, caractérisé en ce qu'il comporte, montés successivement devant l'objectif d'un projecteur, une pluralité de dispositifs suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, avantageusement trois de ces dispositifs, régulièrement répartis par rapport à l'objectif du projecteur, chaque filtre ayant une couleur de base, par exemple rouge pour l'un, jaune pour l'autre et bleu pour le troisième.  8. Apparatus usable in particular in the field of ltéclai ~ rage stage or show, characterized in that it comprises, successively mounted in front of the lens of a projector, a plurality of devices according to any one of claims 2 to 7 , advantageously three of these devices, regularly distributed with respect to the objective of the projector, each filter having a basic color, for example red for one, yellow for the other and blue for the third.