Dispositif optique pour obtenir le spectre d'une source lumineuse concentré en un foyer unique. La présente invention concerne un dis positif optique pour obtenir le spectre d'une source lumineuse concentré en un foyer unique. Le dispositif comporte deux rangées parallèles et égales de prismes égaux et parallèles, un système de moyens optiques étant disposé à peu près parallèlement aux rangées et distant de celles-ci, et chaque rangée de prismes coopérant avec une len tille disposée entre celle-ci et le système de moyens optiques, le tout de façon que la lumière décomposée en spectre émanant de la première rangée de prismes et traversant la lentille coordonnée à celle-ci, est dirigée par les moyens optiques,
sur la lentille coordonnée à la seconde rangée de prismes et par celle-ci sur une lentille ultérieure afin d'être concentrée dans le foyer unique.
Le dessin annexé représente schématique ment une forme d'exécution de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une section transversale d'une partie du dispositif; La fig. 2 est une vue de face de la même partie; La fig. 3 est une section horizontale de la même partie, et La fig. 4 représente schématiquement le dispositif.
Dans le dessin, 6 désigne une boîte mé tallique rectangulaire avec deux ouvertures opposées 16 et 17 obturées par des carréaux en cristal 7 et 8. 9 est le couvercle de la boite métallique. La boîte est remplie d'un liquide à dispersion optique élevée. Dans le liquide sont immergés des prismes de Crown 1, 2, 3, 4, 5 de dispersion optique notable ment inférieure à celle du liquide.
Les prismes de Crown juxtaposés dans une rangée sont de section égale et d'orientation égale et d'une hauteur relativement grande par rapport à la section triangulaire. 10-10' indiquent les rayons parallèles de la lumière blanche<B>;</B> 12, 13, 14, 15 les rayons qui ont subi la réfraction et la dispersion au travers des prismes;
12 indique la direction des rayons rouges et 15 la direction des rayons violets, tandis que les couleurs intermédiaires ne sont pas indiquées. 11 correspond à la direction d'un rayon de lumière blanche qui réussit à passer à travers des prismes sans réfraction par les prismes et conservant la direction primaire 10 et n'influençant d'au cune manière le faisceau du spectre produit par l'ensemble des prismes. 18 représente un châssis métallique qui sert à maintenir en place les prismes de Crown. 19 désigne des saillies servant à: maintenir les carreaux de cristal 7 et 8 qui obturent les ouvertures rectangulaires 16 et 17. 20 et 21 indiquent en coupe deux portions de liquide fonction nant comme prismes.
Le fonctionnement des prismes immergés dans le liquide est le suivant. Les rayons de lumière blanche 10 (fig. 3), inclinées par rapport au plan de l'ouverture de la boîte 6, traversent une portion de liquide 20 à forte dispersion optique en se subdivisant en plusieurs couleurs. Les prismes 1-5 ten draient à diminuer la' dispersion, mais la dispersion des prismes étant petite, ils lais sent le faisceau qui les traverse presque inaltéré, et le transmet à la portion 21 du liquide, qui en augmente la dispersion. Les rayons 13 et 14 quittent le liquide et l'ouverture 17 avec une direction moyenne à peu près perpendiculaire au carreau de cristal 8.
Il n'est pas nécessaire que les rayons blancs à leur entrée dans le liquide aient la direction inclinée indiquée sur le dessin et que le faisceau de sortie ait une direction de sortie perpendiculaire au plan de l'ouverture; d'autres directions sont également pos sibles.- Il est à noter que c'est grâce à la grande- différence entre le coefficient de réfrac tion du liquide employé et le coefficient de réfraction des prismes de Crown que les rayons blancs qui entrent en direction oblique sortent en une direction moyenne presque perpendiculaire. Si le coefficient de réfraction était le même pour les deux matières, l'angle d'incidence - serait égal à l'angle de sortie.
Le liquide peut être pur ou constitué par un mélange ou une solution<B>;</B> il peut également servir à refroidir les carreaux 7 et $. IL- est important que tous les prismes en cristal -soient exactement égaux. Au lieu des parties fonctionnant comme prismes cons tituées par le liquide, on pourrait égale ment employer des prismes en verre ou - en cristal.
Ainsi que représenté à la fig.4, l'un des deux systèmes de prismes sert à décomposer la lumière dans ses couleurs élémentaires; et l'autre sert à recomposer lesdites couleurs, engendrées par le premier système de prismes, en un faisceau unique et avec une direction unique, contenant toutes ou quelques couleurs.
Lorsqu'on choisit des matières appro priées pour le système de prismes (il n'existe pas de corps transparents à toutes les radiations soit visibles, soit invisibles), il peut également servir â la transmission des rayons ultra-rouges ou ultraviolets, ou de parties spéciales du spectre visible ou non visible [provenant d'une source lumineuse naturelle ou artificielle.
En général le liquide à grande dispersion optique employé aura un coefficient de réfrac tion considérablement différent de celui des prismes de Crown.
Le système prismatique capable -de con centrer simultanément tous les rayons du spectre en un foyer unique (ainsi que cela est représenté dans la fig. 4) est composé de deux groupes égaux de prismes égaux, 22 et 23 semblable au type décrit. Le premier groupe de prismes 22 décompose la lumière émise par la lampe 24 à miroir parabolique en -spectre qui traverse une len tille disposée entre le premier groupe de prismes et un système de miroirs 26 disposé dans le plan focal de la lentille. Les miroirs 26 reflètent les diverses couleurs qui passent par une lentille coordonnée au deuxième groupe de prismes 23 et par le deuxième groupe de prismes.
Ce groupe 23 recompose les couleurs et au moyen d'une lentille de préférence achromatique 27 elles sont concentrées dans.- le foyer 28. Dans la fig. 4 les deux groupes de prismes sont représentés comme étant juxtaposé l'un à l'autre, tandis qu'en pratique il est indiqué qu'ils soient superposés.
Pour réduire l'aberration causée par l'emploi des prismes et lentilles à un minimum, il est nécessaire que le trajet des rayons et la disposition des lentilles soient symétriques par rapport aux prismes. Il faut donc que le faisceau de lumière blanche ait un angle d'incidence égal à l'angle que l'axe du faisceau spectral forme avec la face de sortie, c'est-à-dire que le prisme ait par construction et par fontionnement un axe de symétrie.
Dans la forme d'exécution de la fig. 4; cette disposition symétrique est obtenue par une série de miroirs 26, dont un pour chaque couleur formant plan de symétrie pour cette couleur. L'aberration chromatique est corrigée par le fait que chaque miroir 26 se trouve à des distances différentes des deux prismes. Les aberrations sphériques et chromatiques étant à présent éliminées, toutes les images seront nettes et dans le même plan de l'image, indépendamment de la couleur.
Il va de soi que le même système optique fonctionne également lorsqu'on subs titue aux miroirs 26 une rangée de prismes spécialement construits dans ce cas ; le groupe de prismes 23 sera situé du côté opposé au groupe de prismes 22 par rapport â la ligne focale 25.
Le dispositif optique décrit est applicable aux radiations lumineuses aussi bien qu'aux radiations ultra-rouges et ultraviolettes, en choisissant des matières appropriées, soit le Crown des prismes et le liquide afin qu'elles soient transparentes pour les - ra diations employées.
Une des-nombreuses applications 'du sys tème optique décrit est celle de l'emploi avec les appareils cinématographiques pour obtenir la projection en couleur.
Il est connu que les images du film à présent sont projetées au .moyen de la lumière blanche d'une-lampe -à \arc. Pour obtenir que cette lumière au lieu d'être blanche comporte un grand '.-nombre de couleurs, on peut employer un moyen d'éclai rage comportant le dispositif suivant - la fig. 4. On dispose en 24 une puissante source de lumière (arc électrique) et au- devant des miroirs 26 on place des volets noirs commandés au moyen d'un clavier et pouvant permettre le passage à la lumière ou l'ab sorber suivant leur condition d'ouverture ou de fermeture.
Comme le spectre se trouve étendu sur la ligne focale 25, chaque miroir ne peut réfléchir qu'une couleur déterminée de ce spectre, par exemple le rouge, le jaune, le vert, etc., et toutes ces couleurs sont con centrées dans le foyer 28 où est disposé le film à projeter. En opérant le clavier, on petit obtenir que les images du film soient projetées à la place de la lumière blanche, avec une couleur simple quelconque ou même avec un grouge de telles couleurs, de façon à obtenir ainsi les effets de couleurs les plus variés sur l'écran de projection.