Brevet FR2338455A1 — publié le 19770812

La présente invention se réfère de façon générale aux feux de direction, indicateurs lumineux et autres types d'appareils de signalisation où l'on combine une feuille plastique fluorescente avec des goujons cylindriques, des sphères, des miroirs ou d'autres feuilles plastiques et analogues pour établir des dispositifs dans lesquels la lumière émise à partir d'un bord dtun organe en matière plastique fluorescente se trouve dirigée en vue d'applications pratiques. On connaSt et ltan utilise dans diverses applications la pro piété que possèdent les matières plastiques fluorescentes de donner lieu à une émission lumineuse par leurs bords quand de la lumière frappe leurs surfaces plates. La plupart des utilisations pratiques de cette technique consistent a tirer parti de la lumière émise à partir du bord d'une feuille faite en une telle matière. Par ailleurs, on connatt des dispositifs utilisant une source lumineuse disposée à l'une des extrémités d'une tige ou analogue de manière que 11 autre extrémité émette de la lumière pour éclairer une zone inaccessible ou similaire. A cette question se réfèrent les brevets américains ci-après : 3 131 670 délivré le 5 Mai 1964 au nom de G.K.C.Hardesty, 3 489 482 délivré le 13 Janvier 1970 au nom de H. A. Brill, et 3 760 297 délivré le 18 -Septembre 1973 au nom de G. H. B. Thompson. La présente invention vise à permettre d'établir une combinaison de feuille plastique fluorescente et de dispositif de commande et d'orientation de la lumière émise par le bord de celle-ci. Ltinvention vise encore - à réaliser une feuille ou tige en matière plastique fluorescente, ainsi qutun dispositif de goujon cylindrique, de bille sphérique, de miroir courbe, ou plan, ou autres équivalents, pour commander la lumière émise à partir du bord de la feuille plastique ou de l'etrémité de la tige, en vue de l'utiliser suivant toute orientation désirée et pour toute application ; - à établir un appareil éclairanteumatière plastique fluorescente et à orientation commandée, qui utilise des composants disponibles dans le commerce, de façon qu:il soit peu motteux à fabriquer et susceptible d'applications nombreuses et variées. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer : Fig. 1 est une vue en perspective d'une forme d'exécution de l';nvention utilisant une feuille plastique fluorescente et un goujon cylindrique plastique disposé le long d'un de ses bords, Fig. 2 est une coupe suivant 2-2 (fig. 1), montrant la façon suivant laquelle les rayons lumineux sont émis à partir de la feuille pour autre collectés et dirigés par le goujon. Fig. 3 est une vue en élévation d'une autre forme d'exé- cution de l'invention dans laquelle l'un des bords de la feuille plastique est recourbé pour revenir en sens inverse, un goujon étant associé à chacun desdits bords. Fig. 4 est une vue de ctté du dispositif suivant fig. 1 -et 2 associé à une surface réfléchissante concave. Fig. 5 est une vue en perspective avec arrachements, montrant une feuille plastique circulaire avec une bague annulaire formant -goujon sans fin. Fig. 6 est une vue en perspective d'une disposition semblable à celle de fig. 5, mais dans laquelle la feuille plastique et la bague qui ltentoure sont de forme polygonale. Fig. 7 est une vue en élévation d'une troisième forme d'exécution de l'invention dans laquelle on utilise une surface réfléchissante plane. Fig. 8 est une vue en élévation d'un goujon comportant une bille sphérique à ltune de ses extrémités. Fig. 9 est une vue de face dtun ensemble dans lequel on utilise la construction suivant fig. 8 en association avec un panneau ou écran. Fig. 10 est une coupe substantiellement suivant un plan passant par la ligne 10-10 de fig. 9 en vue de montrer d'autres formes de combinaisons de goujons recourbés et de billes sphériques associées à ceux-ci. En fig. 1 et 2 on a désigné par la référence générale 12 une -forme d'exécution -d1un dispositif suivant l'invention. Ce dispositif comprend une feuille 14 faite en matière plastique fluorescente et disposée le long dtun goujon ou tige cylindrique 16 de matière plastique ou verre, en se trouvant dans l'alignement de celui-ci et à un faible écartement de lui. La feuille 14 donne naissance à une émission lumineuse à partir de chacun de ses bords, comme indiqué par les flèches 18, chaque fois que de la lumière vient frapper itune ou 11 autre de ses faces planes ainsi que le montrent les flèches 19.Le goujon 16 collecte la lumière émise et en concentre les rayons de façon à déterminer un faisceau lumineux relativement étroit et faiblement divergent, à la façon illustrée par les flèches 20 en fig. 2. On peut noter à cet égard que l'angle de divergence des flèches 18 est substantiellement plus grand que celui des flèches 20. Ainsi le goujon ou tige cylindrique engendre un faisceau relativement puissant et brillant puisque les rayons émis par le bord de la feuille plastique se trouvent concentrés.La lumière qui frappe la feuille plastique fluorescente 14 peut oestre celle du jour ; la feuille elle-meme peut être faite en un dérivé acrylique fluorescent, tel que celui connu sous le nom de "Plexiglas" ; ce dérivé peut être transparent et incolore ou au contraire coloré, la lumière émise par la feuille étant dans ce second cas de même couleur que cette feuille elle-meme. Le goujon peut être établi en verre ou en une matière plastique transparente, à un diamètre substantiellement plus grand que l'épaisseur de la feuille de manière à pouvoir collecter la lumière émise à partir d'elle pour ltenvoyer dans la direction utile avec une faible divergence, l'énergie lumineuse étant concentrée en un faisceau de configuration et d'orienta- tion appropriées.Au cours d'essais lton a relevé qutun goujon de 1 pouce (25,4mm) utilisé avec une feuille de 1/8ème de pouce (environ 3,17mm) donne toute satisfaction et assure une divergence de 80 seulement pour le faisceau finalement réalisé. De façon générale, plus grand est le rapport entre le diamètre du goujon et lté-pais- seur de la feuille, plus faible est l'angle de divergence du faisceau sortant. Cela reste vrai pour les autres formes dtexécution de l'invention. Fig. 3 illustre la même disposition de base que fig. 1, mais dans cette réalisation la feuille plastique fluorescente 22 est repliée en forme de U avec une branche plus longue que l'sutre, tandis qu'à chaque bord 24 est associé un goujon ou tige 26 de manière que la lumière émise par la feuille soit dirigée et concentrée par ces derniers, comme ltindique fig. 3. Fig. 4 représente une autre forme d'exécution de ltinvention dans laquelle ltensemble de fig. 2 comporte un miroir concave 28 associé à celui des bords de la feuille 14 qui se trouve à l'oppo- sé du goujon 16, de manière que la lumière 30 émise par le bord en question soit réfléchie sous la forme d'un faisceau 32 dont les rayons sont substantiellement parallèles, -c'est-à-dire comportent une faible divergence les uns par rapport aux autres. Cette disposition permet d'utiliser les deux bords de la feuille 14 puisque les rayons 30 de l'un d'eux sont renvoyés par le miroir 28. On a indiqué en fig. 5 une feuille circulaire 34 entourée par une tige ou goujon 36 replié sous forme annulaire concentriquement à celle-ci et à un faible écartement par rapport à elle. La lumière émise par cette feuille 34 est ainsi concentrée et dirigée par le goujon ou tige 36. Cette meme disposition peut stutiliser avec une feuille et une tige de configuration semi-circulaire ou représentant tout autre angle de circonférence. Fig. 6 illustre une forme d'exécution similaire, sauf que la feuille plastique fluorescente 38 est à profil polygonal, la tige ou goujon 40 qui ltentoure comportant la mtme forme, laquelle peut être hexagonale (comme figuré), octogonale ou autre. Fig. 7 représente une disposition dans laquelle la feuille plastique fluorescente 42 comporte d'une part un goujon 44 disposé le long deux de ses bords et dans l'alignement de celui-ci, d'autre part un autre goujon 46 prévu le long de l'autre bord, légèrement au-dessus du plan moyen de la feuille 42, de manière que les rayons lumineux collectés par ce goujon 46 se trouvent projetés vers le haut, comme indiqué en 48, avec un faible degré de divergence pour venir frapper une surface réfléchissante plane 50 orientée à une certaine obliquité, les rayons réfléchis par celle-ci comportant eux mimes un faible angle de divergence. On a montré en fig. 8 une autre disposition dans laquelle une tige ou goujon 54, fait en matière plastique fluorescente reçoit une lumière qui frappe sa surface périphérique, comme indiqué par les fleches 56, cette tige émettant à son tour des rayons lumineux 58 par ses extrémités. Une bille sphérique 60 reçoit et collecte les rayons 58, les concentre et les renvoie en 62 par sa face opposée sous la forme d'un faisceau à faible angle de divergence. La bille 60 peut autre établie sous forme transparente en verre, matière plastique ou autre. Fig. 9 et lO représentent un agencement dans lequel on a mis en oeuvre la disposition de fig. 8 en lui associant un écran ou panneau 64. Ce dernier est combiné avec plusieurs tiges ou goujons 66 repliés en U et qui s'engagent dans des perforations 68. Des billes sphériques 70 sont disposées au voisinage immédiat des extrémités des tiges pour émettre de la lumière à partir de celles-ci. Dans un tel dispositif les tiges, faites en une matière plastique fluores cente, émettent donc des rayons lumineux par chacune de leurs extrémités. Chaque bille, faite en verre ou en matière plastique transparente projette cette lumière sous la forme d'un faisceau conique étroit d'intensité relativement forte.Pour un observateur disposé sur le trajet de ce faisceau la bille apparat complètement remplie de lumière si elle se trouve à la distance voulue du goujon ou tige. Ainsi un observateur regardant l'une quelconque des formes d'exécution sus-décrites aperçoit une lumière qui lui semble rer- plir la totalité du cylindre ou de la bille, de sorte qu'an obtient une émission lumineuse de bord ou d'extrémité d'intensité considérablement amplifiée. Le dispositif n'utilise aucune énergie électrique ou autre et son fonctionnement est indépendant de toute batterie, ampoule lumineuse ou analogue. Au contraire la surface plane ou cylindrique de la feuille ou tige reçoit la lumière du jour ou du soleil et les rayons lumineux sont émis par ses bords ou ses extrémités.Qu'il s'agisse d'une feuille plate ou d'une tige cylindrique, l'intensité de la lumière émise à partir du bord ou de ltex- trémité est directement proportionnelle à celle de la lumière incidente qui frappe organe fluorescent et à la surface qui la reçoit. Ainsi pour un cylindre plastique fluorescent de diamètre donné, la lumière émise par les extrémités augmente avec la longueur de la tige. Dans le cas de la disposition à goujon plastique fluorescent lton place une bille transparente en verre ou en matière plastique suivant ltexe du goujon et à une faible- distance de l'extrémité de celui-ci, de manière que toute la-lumière émise par l'extrémité considérée traverse la bille, laquelle est de diamètre substantiellement supérieur à celui du goujon. La lumière sort de la bille sous la forme d'un faisceau lumineux conique relativement étroit et brillant. Cela est particulièrement utile quand l'angle d'Gbservation correspondant au dispositif doit etre limité à une direction donnée, comme par exemple quand on vise une route droite et que toute lumière éclairant sur les zestés se trouve perdue.Ainsi le contr81e assuré par la disposition goujon-bille assure le rendement maximal dSuti- lisation de la lumière disponible. La bille pourrait Etre remplacée par une demi-sphère ou par une lentille de type particulier, le faisceau obtenu variant quelque peu en fonction de la géométrie du système optique. LJutilisation des formes décrites rend l'ensemble relativement peu cofteux et cela d'autant plus que ces formes correspondent à des fabrications normalisées et aisément disponibles. Bien que la tige cylindrique utilisée dans la forme d'exécution à feuille plastique fluorescente soit d'ordinaire incolore et transparente, on peut la prévoir colorée à condition que sa couleur soit compatible avec celle de la lumière émise par le bord de la feuille. C'est ainsi par exemple qu'an pourrait utiliser une tige rouge avec des feuilles plastiques de couleur similaire ou se situant dans le spectrE rouge, telle qu'orangé, jaune, magenta ou analogue. De mtme une bille rouge peut se mettre en oeuvre avec des lumières de coloration similaire émises à partir du dispositif à goujon fluorescent. Un dispositif d'éclairage comportant application de la présente invention peut s'utiliser dans diverses installations, notamment à -l'extérieur entre l'aube et la tombée du jour. On peut par exemple l'employer comme feu de secours orienté sur la route vers un véhicule qui se rapproche pour avertir son conducteur de la présence d'un autre véhicule en panne ou de tout autre obstacle, pour informer les automobilistes et signaler les travaux routiers, les dangers et autres, ainsi que pour identifier et rendre plus visibles diverses sortes de véhicules, notamment les motocyclettes et les bicyclettes ou analogues, en améliorant ainsi la sécurité de marche de ceux-ci.De plus le dispositif d'éclairage peut stémployer en vue d'identifier de manière particulièrement visible des agencements caractéristiques dXaéroports, telles que des limites de pistes, des indicateurs optiques de pente d'approche, les bords des bandes de circulation pour taxis, les rampes et analogues, ainsi que pour assurer la signalisation de jour et l'identification d'obstacles dangereux tels que mâts, antennes et autres constructions de grande hauteur. Ce dispositif peut encore être employé pour les enseignes, les balises, les signaux ou autres appareils destinés à attirer ltattention ou à marquer certains items pour quton les considère ou qu'an puisse les observer.D'autres applications concernent ltétablis- sement de panneaux indicateurs pour trains, bateaux, véhicules de types divers, usages sportifs tels que marquage des trous au golf, marquage des poteaux de but au football ou des limites au base-ball, identification des bornes d'incendie et des dispositifs d'alarme, butons lumineux pour policiers, signaux pour chenal de navigation ou bouées, ainsi que pour de nombreuses autres utilisations similaires dans lesquelles -une indication ou un avertissement constitue un facteur important. il doit d'ailleurs & re entendu que la description qui précède n1a été donnée qu' titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS le Dispositif d'émission lumineuse dirigée, caractérisé en ce qu'il comprend un organe en matière plastique fluorescente comportant une surface terminale propre à émettre de la lumière en réponse à la lumière du jour venant frapper une autre surface de cet organe, plus grande que la précédente, et un organe transparent collecteur et concentrateur de lumière comportant dSune part une première surface courbe disposée au voisinage de la surface terminale précitée, mais à une certaine distance de celle-ci et dans son aii- gnement pour recevoir la lumière émise par ladite sur-face terminale, et d'autre part une autre surface courbe opposée à la surface terminale pour émettre à son tour la lumière reçue de cette dernière. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que largane en matière plastique fluorescente affecte la forme dtune feuille substantiellement plate la surface terminale dtémis- sion de lumière étant constituée par le bord de cette feuille. 3. Dispositif suivant la revendication 25 caractérisé en ce que organe collecteur et concentrateur de lumière est constitué par une tige substantiellement cylindrique disposée au voisinage immédiat du bord d'émission de la feuille plastique fluorescente, à une certaine distance de ce bord et parallèlement à lui, cette tige recevant la lumière du bord et la-ré-émettant par sa surface opposée à celui-ci. 4. Dispositif suivant la revendicatiqn 1, caractérisé en ce que l'organe en matière plastique fluorescente affecte la forme d'une tige comportant une surface courbe que viennent frapper des rayons lumineux, la surface terminale d'émission lumineuse étant constituée par une facette d'extrémité de ladite tige, tandis que organe collecteur et concentrateur de lumière est une bille sphérique disposée au voisinage immédiat de l'extrémité émettrice de la tige, à une certaine distance de celle-ci et dans son alignement, pour en recevoir la lumière et la ré-émettre par sa surface opposée à la tige. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la tige est conformée en U avec deux branches parallèles dtégale longueur reliées l'une à autre par une partie recourbée, chacune des extrémités libres de cette tige comportant une bille sphérique disposée à une certaine distance d'elle et dans son alignement. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les extrémités de plusieurs tiges recourbées en U sont reçues dans les perforations d'un panneau et se terminent au niveau de celui-ci, les billes sphériques étant écartées du panneau et des extrémités des tiges pour recevoir la lumière émise par celles-ci. J u Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe plastique fluorescent affecte la forme d'une feuille circulaire substantiellement plate dont le bord périphérique constitue la surface terminale d'émission lumineuse, organe collecteur et concentrateur étant une bague annulaire à section circulaire disposée au voisinage immédiat du bord périphérique de la feuille, concentriquement à celle-ci, dans son alignement et à une certaine distance de ce bord pour en receuillir la lumière. 8, Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe plastique fluorescent affecte la forme d2une feuille polygonale substantiellement plate dont le bord périphérique constitue la surface terminale d'émission lumineuse, l'rgane collecteur et concentrateur étant une bague continue disposée au voisinage immédiat du bord périphérique de la feuille polygonale, concentriquement à celle-ci, dans son alignement et à une certaine distance dudit bord pour en recueillir la lumière. 9. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que organe plastique fluorescent affecte la forme d'une feuille plate repliée suivant deux branches parallèles inégales reliées par une partie recourbée, les bords de cette feuille orientés suivant la mtme direction constituant la surface terminale d'émission lumineuse, tandis que ltOrgane collecteur et concentrateur de lumière se présente sous la formeSdeux tiges cylindriques de diamètres égaux disposées parallèlement aux bords précités de la feuille plastique, à une certaine distance de ceux-cl et parallèlement à eux pour en recevoir la lumière. 10, Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une surface réfléchissante disposée au voisinage immédiat d'une partie de la surface terminale d'émission lumineuse de lturgane plastique fluorescent, à une certaine distance de celleci et en vis-à-vis de l'organe collecteur et concentrateur pour réfléchir la lumière émise par ladite partie de la surface terminale.