Brevet FR2501884A1 — publié le 19820917

Panneau et procédé de signalisation variable. La présente invention est relative à un panneau et un procédé destinés à la signalisation variable c'est-à-dire à l'affichage d'informations pouvant être modifiées à volonté et représentées sous forme lumineuse avec une intensité suffi- sante pour rester visibles de jour comme de nuit quelle que soit la luminosité extérieure. De tels dispositifs de signa- lisation ou d'affichage lumineux sont applicables en parti- culier à la signalisation routière ainsi qu'à l'affichage d'informations dans les gares, les aéroports, ou analogues. Lorsqu'on désire afficher une information variable en fonction par exemple des conditions météorologiques ou des conditions de trafic pour la signalisation routière, on uti- lise des dispositifs électriques commandant des sources lumi- neuses qui sont en général des lampes à incandescence et dont l'allumage sélectif permet d'inscrire sur un panneau, des lettres, chiffres ou signes représentant l'information dési- rée. Toutefois, ces dispositifs d'affichage lumineux sont peu lisibles compte tenu de leur faible luminosité et entraînent une très forte consommation d'énergie électrique et des coCts de maintenance fréquents et élevés. On a déja prévu dans le brevet français 2.315.739, afin de pallier cet inconvénient, d'utiliser un projecteur laser dont le pinceau lumineux est convenablement orienté par un système de déflexion avant d'être projeté sur un écran ré- tro-réfléchissant réalisé à l'aide d'une pluralité de miroirs réfléchissants. Si l'on constate effectivement que l'on ob- tient de la sorte une énergie lumineuse suffisante sur les différents points de l'écran rétro-réfléchissant à condition d'utiliser un laser de puissance relativement importante, on constate cependant dans la pratique que ce dispositif ne fournit pas un affichage visible dans toutes les conditions et notamment en plein jour lorsque l'environnement du panneau se trouve également réfléchi par l'écran composé de miroirs réfléchissants. 250 1884 La présente invention a pour objet de supprimer ces inconvénients tout en permettant l'utilisation d'une source lumineuse de faible intensité et de ce fait de faible con- sommation d'énergie. Le panneau à signalisation variable selon l'invention comporte une source lumineuse-laser et des moyens de balayage du pinceau lumineux émis par la source laser. Le panneau comprend un ensemble de modules récepteurs disposés dans le trajet optique du pinceau lumineux issu des moyens de bala- yage. Chaque module récepteur comprend une matrice de points transparents qui peuvent donc être successivement soumis au pinceau lumineux laser en fonction de l'angle de déflexion entraîné par les moyens de balayage. Un réseau de fibres optiques dont l'extrémité d'au moins une fibre se trouve reliée à l'un des points d'une matrice de points d'un des modules récepteurs coopère directement avec l'ensemble des modules récepteurs précités. De plus, un ensemble de modules émetteurs comportant chacun une matrice de points transparents semblable mais de dimensions très largement supérieures à celles des matrices de points des modules récepteurs, forme le panneau de signalisation à proprement parler. L'autre extré- mité des différentes fibres optiques se trouve reliée à un point d'une matrice de points correspondante de chacun des modules émetteurs. Dans ces conditions, la lumière successivement recueillie sur chaque point des différentes matrices de points des mo- dules récepteurs se trouve transmise par les fibres du réseau de fibres optiques à chaque point correspondant des diffé- rentes matrices de points des modules émetteurs. Pour élargir le câne de visibilité de chacun des points des modules émetteurs, on peut dans un mode de réalisation avantageux, adjoindre à chacun des points des matrices de points des modules émetteurs un système optique tel qu'une lentille. Les matrices de points utilisées sur les différents modules peuvent comporter un nombre quelconque de points. Dans la pratique, on utilise de préférence des matrices de 5 x 7 points permettant de former des lettres et des chiffres au moyen des 35 points disposés selon une matrice rectangulaire. Le balayage se faisant à une vitesse supérieure à la persis- tance rétinienne l'observateur reçoit l'impression d'un mes- sage fixe. Bien que l'utilisation de telles matrices de points soit préférée, on pourrait également réaliser les modules récep- teurs et émetteurs de façon que ceux-ci comportent des lignes droites ou courbes permettant également, selon le balayage du pinceau laser, d'obtenir la formation de chiffres ou de lettres représentant le message variable lumineux. La face avant du panneau de signalisation selon l'inven- tion comportant les matrices de points des modules émetteurs présente de préférence un revêtement mât de couleur sombre, par exemple noir, afin d'augmenter encore le contraste. On conçoit que dans une telle réalisation selon l'in- vention n'utilisant aucun écran rétro-réfléchissant, l'on obtienne un remarquable contraste entre les points lumineux éclairés par les fibres optiques représentant le message et le fond sombre du panneau de signalisation. Il en résulte la possibilité de réaliser un tel message variable lumineux visible de jour comme de nuit à l'aide d'une source lumineuse laser de très faible puissance et notamment de l'ordre de l à mW, l'émetteur laser pouvant alors être aisément refroidi à l'air et ne nécessitant pas de dispositif particulier de refroidissement par exemple de circulation de liquide. La déflexion du pinceau lumineux issu de la source laser peut être réalisée par tout dispositif de balayage classique. On peut ainsi utiliser un système à miroirs galvanométriques qui permet, par l'action d'un champ électromagnétique sur un aimant libre en rotation relié à un miroir, d'obtenir des vibrations assurant un positionnement précis du faisceau défléchi. On peut également utiliser des systèmes de miroir tour- nant dans lesquels un moteur entraîne en rotation un cylindre à l'extrémité duquel sont montés plusieurs petits miroirs dont les faces sont dressées et orientées suivant l'application envisagée. Enfin, on peut également utiliser des déflecteurs acous- to-optiques dans lesquels un transducteur piézo-électrique acco1é à un cristal qui peut être par exemple a base d'oxyde de tellure, génère dans le cristal une onde sonore qui modifie le pas de son réseau de diffraction. Une modification de la frl-uene d'excitation permet la déflexion du faisceau lumi- ne.ux passant à travers le cristal. On peut adjoindre au système de df!le;rion ' balayage un dio-ositif de modulation du faisceau lumineux par exemple en tcut ou rien afin de n'éclairer à chaque instant que les zones couhaitees du module r9cepteur considéré. La commande du dispositif de déflexion à balayage et ventuellenent du dispositif de modulation peut se faire par tout mroyen classique approprié tel que commande électronique ou clavier manuel de façon à former sur les modules émetteurs le message vari.able désiré. Les fibres optiques utilisées peuvent être de type clas- :ique. Si l'on désire augmenter la visibilité du message lumineux affiché sur les modules 9metteurs il peut être sou- 2vt haitable dans certaines conditions, que chaque point lumineux des matrices de points des modules émetteurs soit constitué par l'extrémité de plusieurs fibres optiques juxtaposées, par exemple quatre fibres par point lumineux. Pour réduire au maximum la longueur des fibres néces- saires, ce qui permet a la fois une économie de matière et une diminution de l'atténuation, c'est-à-dire de la capacité de la fibre à transmettre plus ou moins loin le signal optique, il est possible de monter la source Jueineuse laser ainsi que les moyens de balayage et de modulation -&. intueIs du pinceau lumineux et les modules reepteurs à l'intérieur même d'un caisson dont l'une des faces reçoit les différents modules émetteurs formant le panneau de signalisation à proprement parler. L inv>ntion a également pour objet un procédé de signali- satqun lir.mineuse variable au moyen d'un pinceau lumineux 6mis par une source laser et soumis. l'action d'un dispositif de balayage proprié, dans lequel on utilise un laser de faible 250 1884 puissance, la transmission du pinceau lumineux défléchi par les moyens de balayage se faisant par un réseau de fibres optiques depuis un ensemble de modules récepteurs matéria- lisant sous une forme miniature le message lumineux à trans- mettre jusqu'à un ensemble de modules émetteurs sur lesquels des points lumineux balayés à une vitesse supérieure à la persistance rétinienne forment le message variable. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation particulier décrit à titre nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la fig. 1 est un schéma de principe d'un dispositif selon l'invention; la fig. 2 illustre un module récepteur et un module émetteur utilisés dans le dispositif de l'invention; et 1, la fig. 3 montre schématiquement un panneau de signa- lisation variable selon l'invention sous la forme d'un caisson renfermant l'ensemble des éléments du dispositif. Tel qu'il est représenté très schématiquement sur la fig. 1, le dispositif comprend une source lumineuse laser 1 émet- tant un pinceau lumineux monochromatique par exemple de cou- leur rouge-orange qui est convenablement défléchi par un dispositif de balayage 2 pouvant comporter des moyens de modulation. La commande du dispositif de balayage 2 se fait par des moyens électroniques de type classique représentés 2S sous la forme du dispositif de commande 3. Le dispositif de commande 3 peut être relié à un clavier ou un terminal d'or- dinateur non représenté sur la figure susceptible de réaliser le balayage et la modulation convenables pour la formation des caractères nécessaires à la réalisation du message lumineux désiré qui paratt fixe à un observateur en raison du phénomène de persistance rétinienne. On comprendra bien entendu que les moyens de commande de balayage représentés par le bloc 3 sont adaptés aux moyens de balayage représentés par le bloc 2 utilisés dans chaque cas particulier qu'il s'agisse d'un système de miroir vibrant, d'un système de miroir tournant ou d'un système acousto-optique. Après sa déflexion, le pinceau lumineux issu du dispo- sitif de balayage vient frapper une barrette 4 comportant une pluralité de modules récepteurs 5. Chaque module récepteur 5 comprend comme on peut le voir sur la fig. 2 un ensemble de points 6 disposés par exemple sous forme d'une matrice rectan- gulaire de sept lignes et de cinq colonnes. Les différents points 6 peuvent être successivement et alternativement éclai- rés par le pinceau lumineux issu du dispositif de balayage 2. Un réseau de fibres optiques 7 relie directement chaque point 6 d'un module récepteur 5 à l'un des points 9 d'un module émetteur 8. Les différents modules émetteurs 8 sont disposés par exemple côte à côte o alignés de manière conve- nable de façon à permettre la formation des différents mes- sages désirés. Chaque module émetteur 8 permet par exemple d'afficher une lettre ou un chiffre en éclairant convenable- ment un certain nombre des points lumineux 9 comme représenté sur la fig. 3 o la lettre E se trouve affichée à titre d'exemple. La barrette 4 de modules récepteurs 5 constitue la repro- duction en miniature sous une forme semblable, de l'ensemble des modules émetteurs 8 de plus grandes dimensions. Chaque môdule.récepteur 5 peut par exemple avoir des dimensions de 3 x 2 cm tandis que chaque module émetteur 8 peut présenter une hauteur allant par exemple de 5 à 30 cm. Les petites dimensions de la barrette 4 permettent au faisceau lumineux de frapper l'un quelconque des points 6 des modules récepteurs pour un angle de déflexion minimal. On notera que les diffé- rents modules récepteurs peuvent être disposés selon un ali- gnement ou selon tout autre arrangement en fonction des ca- ractéristiques du dispositif de balayage 2 et des moyens de commande 3. Chaque point lumineux 9 des modules émetteurs 8 est en outre équipé d'une lentille 10 permettant d'ouvrir le cône de visibilité selon les nécessités de la signalisation envisagée. En particulier pour une signalisation routière, le cône de visibilité devra de préférence présenter une ouverture de l'ordre de 80 alors que pour une signalisation dans une gare ou un aéroport un cône d'ouverture de l'ordre de 200 sera préféré. Le très faible diamètre du pinceau lumineux laser issu du dispositif de balayage 2 permet un pointage précis sur chacun des points 6 des modules récepteurs 5. Le balayage à une vitesse supérieure à la persistance rétinienne permet la réalisation d'un message fixe sur l'ensemble des modules émetteurs. L'inscription de chacune des lettres peut se faire selon un parcours continu suivant la forme de chaque lettre ou encore, selon les caractéristiques du dispositif de commande de balayage, en explorant successivement ligne par ligne chaque matrice de points. Lorsque le faisceau lumineux par- vient à proximité d'un point qui ne doit pas être éclairé, le dispositif de commande de balayage 3 émet un signal provoquant une déflexion importante du pinceau lumineux qui n'éclaire pas le point correspondant. Dans l'exemple illustré sur la fig. 3, on voit que le panneau de signalisation comprend un caisson 11 dont la face avant est fermée par un écran 12 comportant de préférence un revêtement mat de couleur sombre par exemple un revêtement noir susceptible d'augmenter le contraste. A l'intérieur du panneau 11 se trouve disposé l'ensemble des éléments de l'in- vention. On retrouve en effet le laser 1, le dispositif de balayage 2 avec ses moyens de commande 3, ainsi que l'ensemble des modules récepteurs 5 reliés directement par le réseau de fibres optiques 7 aux différents modules émetteurs 8 dont seul l'un d'entre eux a été représenté pour simplifier le dessin. L'utilisation d'une source laser de faible puissance de l'ordre de 1 à 25 mW refroidie par air est suffisante grâce aux moyens employés dans la présente invention pour l'obten- tion d'une signalisation de grande luminance pour une faible puissance consommée, l'ensemble pouvant être logé de manière compacte à l'intérieur même du caisson d'un panneau de signa- lisation. 250 1884 REVENDICATIONS l. Panneau à signalisation lumineuse variable comportant une source lumineuse laser et des moyens de balayage du pin- ceau lumineux émis par la source, caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble de modules récepteurs disposé dans le;:rajet optique du pinceau lumineux issu des moyens de balayage précités et comportant chacun une matrice de points transparents; un réseau de fibres optiques, une extrémité d'au moins une fibre étant reliée à l'un des points d'une matrice de points d'un des modules récepteurs; et un ensemble de modules émetteurs comportant chacun une matrice cde points transparents, de dimensions très largement supérieures à celles des matrices de points des iuodules récepteurs, l'autre extrémité des différentes fibres optiques étant reliée à un point d'une matrice de points correspondante d'un des modules émetteurs afin que la lumière successivement recueillie sur chaque point des différentes matrices de points des modules récepteurs soit transmise par les fibres du réseau de fibres optiques à chaque point correspondant des différentes matrices de points des modules émetteurs. 2. Panneau à signalisation variable selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que chaque point des matrices de points des modules émetteurs comporte un système optique déterminant le cône de visibilité dudit point. 3. Panneau à signalisation variable selon les revendi- cations l ou 2, caractérisé par le fait que les matrices de points comportent 5 x 7 points afin de former des lettres et chiffres au moyen d'un balayage à une vitesse supérieure à la persistance rétinienne. 4. Panneau à signalisation variable selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la face avant du panneau comportant les matrices de points des modules émetteurs présente un revêtement mat de couleur sombre susceptible d'augmenter le contraste. -S Panneau à signalisation variable selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le balayage est effectué au moyen d'un système de miroir 250188 4 galvanométrique, d'un système de miroirs tournants ou d'un dispositif acousto-optique. 6. Panneau à signalisation variable selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque point des différentes matrices de points est relié à plusieurs fibres du réseau de fibres optiques. 7. Panneau à signalisation variable selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un caisson à l'intérieur duquel sont disposés la source lumineuse laser, les moyens de balayage et les modules récepteurs. 8. Procédé de signalisation lumineuse variable au moyen d'une source laser équipée de moyens de balayage et de modu- lation caractérisé par le fait que l'on utilise un laser de faible puissance et un réseau de fibres optiques transmettant le pinceau lumineux convenablement dévié par les moyens de balayage, depuis un ensemble de modules récepteurs matériali- sant sous une forme miniature le message lumineux à trans- mettre, jusqu'à un ensemble de modules émetteurs agencés de façon à former le message lumineux désiré.