Brevet FR2011644A1 — publié le 19700306

La présente invention concerne un dispositif réfléchissant et plus particulièrement un dispositif réfléchissant dans lequel les rayons incidents sont réfléchis par une surface sphérique• 5 On connaît actuellement des dispositifs réfléchis sants, utilisés par exemple pour les écrans de projection réfléchissants ou les panneaux de signalisations dans lesquels des petites particules ibériques de verre sont disposées eête à coi® en une seule couche de fagon à ne pas se chevaucher. La seule 30 fonction d'un tel dispositif consiste à réfléchir la lumière incidente en direction de la source (dispositifs généralement appelés catadioptres). Les principes optiques régissant cette réflexion vont être décrits en se référant à la figure 1. Dos petites par-15 ticules sphériques de verre 1, qui seront appelées ci-après perles de verre, sont disposées sur une couche adhésive 2 recouvrant un support approprié. La surface supérieure £a de la couche adhésive 2 absorbe tous les rayons lumineux qu'elle reçoit sauf ceux qui tombent sur les perles de verre 1. En outre, les régions de 20 la couche adhésive 2 qui sont en contact intime avec Iss surfaces arrières des perles de verre 1 réfléchissent totalement les rayons lumineux qui y arrivent. Parmi les rayons lumineux parallèles tombant sur la surface sphétique lb de la perle de verre 1, ceux qui arrivent 25 suivant une direction normale à la surface lb pénètrent dans la perlé de verre passent par son centre et sont réfléchis suivant la mime direction que la lumière incidente. C'est-à-dire que la lumière réfléchie suit le même trajet optique que la lumière incidente et émerge de la perle de verre 1. Ce trajet optique 30 peut être considéré comme l'axe optique des rayons parallèles mentionnés ci-dessus. D'autre part, la lumière située en dehors de l'axe «ptique est réfractée au niveau de la surface lb, réfléchie à l'intersection de l'axe optique et de la surface arrière la et émerge de la perle de verre suivant un trajet optique qui 35 est symétrique du trajet de la lumière incidente par rapport à l'axe optique. La distance devant exister entre le rayon incident et l'axe optique, pour que le rayon émergent soit parallèle au rayon incident, dépend de l'indice de réfraction n de la perle de verre. C'est-à-dire que cette distance est nulle lorsque n = 2. 40 Plus l'indice n est faible plus la distance est grande. Lorsque 69 20941 2 2011644 n =V~2, cette distance devient égale au .:rayon de la perle de verre. Le rayon émergent correspondant à un rayon arrivant sur la surface lb en un point où la distance par rapport à l'axe est supérieure au rayon ne sera plus parallèle au rayon incident. 5 Etant donné que les rayons incidents ne sont pas réfléchis par les perles de verre suivant des directions identiques, comme décrit ci-dessus, on obtiendra une meilleure réflexion si l'indice de réfraction n de la perle de vsrre est tel que les rayons lumineux réfléchis ont un angle de divergence minimal» L'expres-' 10 sion "angle de divergence" des rayons réfléchis est utilisée ici pour désigner l'angle«de déviation, par rapport a l'axe optique, des rayons lumineux réfléchis correspondant à des rayons lumineux incidents parallèles. D'après le calcul, l'indice de réfraction satisfaisant à cette condition est égal environ à 1,9 et varie 15 naturellement en fonction de la valeur limite de l'angle de divergence des rayons et de différentes autres conditions. Pour obtenir une proportion importante de lumière réfléchie suivant la direction des rayons incidents il est nécessaire d'utiliser un verre possédant un indice de réfraction 20 élevé comme décrit ci-dessus. Un tel verre est normalement utili-' sé dans les instruments d'optique et est très coûteux. En outre9 il est très difficile du point de vue technique et irréalisable dans une production en série, de disposer ces petites perles de verre de façon qu'elles ne se chevau-25 chent pas. La présente invention se propose de réaliser un dispositif réfléchissant du type catadioptre qui élimine sensiblement tous les inconvénients mentionnés ci-dessus. Le dispositif réfléchissant suivant la présente 30 invention est constitué par des éléments transparents composés chacun de deux surfaces sphériques opposées, comme une lentille biconvexe, possédant un centre commun mais des rayons différents de façon que la lumière qui tombe sur la surface sphérique possédant le rayon le plus faible puisse être réfléchie par la surface 35 sphérique possédant un rayon plus important. Etant donné que la surface sphérique réfléchissante possède un rayon plus important que la surface sphérique d'incidence, l'angle de divergence des rayons lumineux réfléchis peut être maintenu à une valeur plus faible que celle qui est 40 obtenue avec des perles de verre classiques possédant des surfa 69 20941 3 2011644 ces sphériques dont le noyau est égal au plus petit des deux rayons ci-dessus, même si l'indice de réfraction de l'organe transparent est faible. Suivant la présente invention, on peut contrôler 5 l'angle de divergence des rayons réfléchis en choisissant correctement à la fois le rapport du rayon de la surface sphérique d'incidence au rayon de la surface sphérique réfléchissante et l'indice de réfraction du milieu transparent. Par conséquent, le dispositif du type décrit présente davantage de souplesse du 10 point de vue réalisation qu'un dispositif classique dans lequel l'angle de divergence des rayons lumineux réfléchis ne peut être contrôlé qu'à l'aide de l'indice de réfraction du verre. De ce fait, il n'est pas nécessaire grâce à la présente invention d'utiliser un verre optique coûteux possédant un. indice de réfrac-15 tion élevé. Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que les deux surfaces sphériques, d'incidence et de réflexion,peuvent être réalisées par moulage de sorte qu'elles peuvent être fabriquées en série par un procédé bien connu, par exemple en utilisant des matrices de moulage dont les cavités 20 correspondent aux surfaces sphériques décrites ci-dessus et sont disposées suivant un dessin prédéterminé. Lorsque l'on souhaite obtenir un angle de divergence plus important pour les rayons lumineux réfléchis, le rapport du rayon de la surface sphérique .d'incidence au rayon de la surface 25 sphérique réfléchissante peut être modifié de façon appropriée suivant les exigences. La présente invention sera mieux comprise par la description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans 30 lequel : La figure 1, décrite ci-dessus, est une vue en coupe agrandie illustrant.le principe de fonctionnement d'un catadioptre classique. La figure 2 est une vue en coupe expliquant le prin-35 cipe du dispositif suivant la présente invention. La figure 3 est une vue de face d'un écran réfléchissant suivant la présente invention. La figure 4 est une vue arrière du dispositif suivant la présente invention. 40 La fiqure 5 est une vue de face d'un panneau de si- BAD ORIGINAL 69 20941 4 2011644 gnalisation réalisé suivant la présente invention. Dans la figure 2, l'élément essentiel du dispositif réfléchissant suivant la présente invention est constitué par un organe transparent 11 en matière plastique ou en verre qui 5 peut être réalisé par moulage à l'opposé des perles de verre classiques. La surface sphérique arrière ou surface réfléchissante lia et la surface sphérique avant ou surface réfringente 11b possèdent un centre commun 0 mais des rayons différents. La surface sphérique arrière lia est destinée à réfléchir la lumière 10 qui arrive sur la surface sphérique avant 11b, traverse l'organe transparent 11 et tombe sur cette surface sphérique lia. La surface non sphérique 11c de l'organe transparent 11 est conformée de façon à absorber la lumière qu'elle reçoit. Comme représenté dans la figure 3, les surfaces 15 sphériques avant 11b sont disposées côte à côte de façon à se toucher. Le rayon de la surface sphérique lia étant plus .important que celui de la surface sphérique arrière 11b, le dos de la surface sphérique arrière lia peut avoir une configuration hexagonale régulière, comme on le voit mieux dans la figure 4, grâce 20 à quoi les parties arrières peuvent être disposées l'une contre l'autre sur la face inférieure ou le dos de l'organe transparent 11. On désignera par C le point où les rayons réfractés, provenant des rayons lumineux parallèles à l'axe optique a. qui arrivent sur la surface sphérique avant 11b, coupe l'axe optique. Le rayon 25 de la surface sphérique arrière lia est choisi égal à OC. L'existence du point C sur la surface sphérique lia, dont le rayon est plus important que celui de la surface sphérique avant 11b, signifie que l'indice de réfraction de l'organe transparent 11 est plus faible que celui de la perle de verre classique 1 représentée 30 dans la figure 1. C'est-à-dire qu'en choisissant le rayon de la surface sphérique arrière ou surface réfléchissante lia plus grand que celui de la surface sphérique avant ou surface réfringente 11b il n'est pas nécessaire d'utiliser un matériau possédant un indice de réfraction aussi élevé que 1,9. Le rapport du rayon de la sur-35 face sphérique avant ou surface d'incidence 11b au rayon de la surface sphérique arrière ou surface réfringente lia est environ l/l,7 lorsque l'on utilise de la résine acrylique (N = 1,49). La figure 5 représenté un panneau de signalisation réalisé suivant la présente invention. Dans ce cas, il est recom-40 mandé d'utiliser des matières colorées ou des matières transpa- BAD ORIGINAL 69 20941 5 ■ 2011644 rentes dont la .surface d'incidence est recouverte par un agent colorant transparent. SA© ORIGINAL 69 20941 6 2011644 - REVENDICATIONS - 1. Dispositif réfléchissant du type catadioptre, caractérisé par le fait qu'il est constitué par des éléments transparents comportant chacun deux surfaces sphériques opposées possédant un centre commun mais des rayons différents, ces deux surfaces étant réalisées et disposées de façon telle que la lumière arrivant sur celle qui possède le rayon le plus faible est réfléchie par la seconde surface sphérique de rayon plus grand. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que-l'organe transparent est en verre ou en matière plastique et possède un indice de réfraction d'autant plus faible que la différence entre les rayons de la surface d'entrée et de la surface réfléchissante arrière est grande. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface sphérique avant des éléments transparents est bordée par une surface plane limitée par un contour hexagonal régulier. 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments transparents sont fabriqués en série par moulage. BAD original