Brevet FR2530827A1 — publié le 19840127

DISPOSITIF ANTI-REFLETS POUR ECRAN DE VISUALISATION La présente -invention concerne un dispositif anti-reflets pour un écran de visualisations du type réduisant l'éblouissement sans produire d'images para- sites indésirables lorsqu'il est placé devant l'écran de visualisation à une distance adéquate Le terme écran de visualisation désigne ici aussi bien un écran à tube cathodique tel qu'un écran de télévision ou tout autre dis- positif de projection par l'arrière. Il est bien connu que les matériaux que l'on qualifie de transparents sont aussi, en fait, réfléchissants dans une certaine mesure De ce fait, le verre et d'autres matériaux transparents peuvent produire des reflets Tradition- nellement, les écrans de visualisation, par exemple les écrans de télévision, sont réalisés en verre ou en autre matériau transparent similaire Il en ré- sulte qu'on peut avoir, dans la zone de vision désirée, de nombreux reflets dus à la lumière ambiante qui frappe la surface frontale de l'écran de visua- lisation qui s'y reflète Par exemple, les reflets peuvent être spécialement gênants lorsqu'on regarde un écran de télévision dans un local éclairé bril- lamment ou lorsque la lumière du soleil frappe l'écran. On a tenté diverses mesures pour éliminer ou réduire les reflets indésira- bles sur les écrans de visualisation tels que les écrans de télévision Par exem- ple, l'effet des reflets a été réduit en augmentant l'intensité de rayonnement du tube de télévision Mais ceci, en revanche, augmente le coût de la télé- vision Le brevet américain No 2,909,770 décrit une autre solution visant à remédier aux reflets sur les écrans de télévision en, ménageant une série de rainures parallèles sur la surface frontale de l'écran Les rainures ont deux surfaces sécantes, dont l'une est revêtue d'une substance noire ou absorbant la lumière telle qu'une peinture noire mate, et dont l'autre est réfléchissante et inclinée de telle sorte que la lumière ambiante se réflé- chit vers la surface absorbant la lumière et non pas vers la zone de vision désirée de l'écran de télévision Toutefois, comme l'écran lui-même doit être rainuré, puis revêtu dans des zones spécifiques d'une matière absorbant la lumière, un tel écran serait extrêmement difficile et coûteux à fabriquer. La figure 1 de notre brevet américain No 4,165,920 montre un revêtement applicable directement sur la surface visible d'un écran de visualisation tel 2 - qu'un écran de télévision ou le dispositif d'affichage d'un instrument dans un avion Pour réduire les reflets vers l'avant, ce revêtement est muni, à sa surface frontale, d'une série de stries parallèles, généralement hori- zontales Chaque strie est constituée Dar la combinaison d'une surface gé- néralement horizontale avec une surface inclinée de façon à réaliser une crête La surface inclinée de chaque strie est disposée selon un angle pré- déterminé par rapport à l'horizontale, cet angle étant choisi de telle manière que la lumière ambiante incidente soit réfléchie vers le bas, loin de la zone de vision Cependant, on a constaté que l'utilisation d'un tel revêtement se heurte à un problème d'images réfléchies ou parasites dues, au moins partiellement, à la réflexion de la lumière provenant de l'écran sur les surfaces horizontales des stries. Notre brevet américain No 4,165,920 décrit également, à sa figure 4, un revêtement anti-reflets conçu pour remédier au problème d'images parasites susmentionné Le revêtement de la fig 4 est, dans son essence, identique au revêtement de la fig 1, si ce n'est qu'il comporte une couche de ma- tière opaque appliquée sur la partie supérieure de la surface inclinée de chaque -strie, afin d'éliminer une réflection parasite de l'image observée, en bloquant la transmission de l'image parasite qui est réfléchie par la sur- face horizontale d'une strie En pratique, il s'est révélé difficile d'appli- quer la matière opaque jusqu'aux arêtes des surfaces inclinées Il s'est aussi avéré difficile de réaliser des crêtes tout-à-fait pointues Comme les crê- tes ont donc une forme arrondie ou lenticulaire qu'il est difficile de revêtir avec une matière opaque, la lumière provenant de l'écran de visualisation est réfractée par les crêtes non revêtues ou partiellement revêtues dans de nombreuses directions variées dans le plan vertical, créant ainsi un pro- blème supplémentaire d'images parasites. Par conséquent, le but de la présente invention est donc de remédier aux problèmes et aux inconvénients mentionnés ci-dessus par un nouveau disposi- tif ou procédé amélioré de façon à diminer les reflets sans produire d'images parasites Dans ce but, le dispositif selon l'invention, du genre mentionné ci-dessus, est caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison une plaque de matière transparente, comprenant une face arrière plane et une face avant munie d'une série de stries parallèles profilées en forme de V et présentant chacune une crête de façon à donner à ladite face avant un profil -3- général en dents de scie et réfléchir la lumière ambiante hors d'une zone de vision déterminée devant ladite plaque transparente, et un polariseur circulaire ou un organe équivalent fixé sur la face -arrière de ladite plaque transparente pour polariser circulairement la lumière ambiante qui traverse d'avant en arrière cette plaque transparente Plus particulièrement, le but du polariseur circulaire est d'empêcher le retour, à travers le dispositif anti-reflets, de la lumière ambiante qui a été réfractée en traversant à l'aller la plaque transparente, puis réfléchie en arrière par la surface frontale de l'écran Ainsi, le polariseur circulaire empêche l'apparition de reflets 1 o indésirables dus à la réflection de la lumière ambiante sur l'écran Le pola- riseur circulaire permet également d'éviter la réflection de la lumière ambiante qui traverse la face arrière du dispositif anti-reflets O Il est avantageux de lier le polariseur circulaire avec la face arrière de la plaque transparente au moyen d'un adhésif De préférence, cet adhésif a le même indice de réfraction que le polariseur circulaire et que la ma- tière transparente de la plaque, afin que la lumière ambiante ne soit pas réfléchie en passant d'un élément à l'autre du dispositif anti-reflets. Pour être combiné avec un écran de visualisation tel qu'un tube à rayons cathodiques ou un autre dispositif de projection par l'arrière, le dispositif anti-reflets est monté devant l'écran, à une distance prédéterminée Cette distance est choisie de façon à diminer l'intensité de la lumière provenant de l'écran jusqu'au dispositif anti-reflets dans une mesure telle que des ima- ges parasites produites par la réflexion de la lumière issue de l'écran sur les stries et les crêtes de la plaque transparente ne soit pas discernable à l'oeil nu par une personne observant à partir de la zone normale de vision. Ainsi, le dispositif selon la présente invention élimine substantiellement l'éblouissement dû aux reflets de la lumière ambiante sans produire d'images parasites indésirables Le fait de placer le dispositif anti-reflets à une dis- tance déterminée devant l'écran de visualisation est également avantageux puisqu'il élimine la nécessité de façonner le dispositif anti-reflets à la forme de l'écran,qui est incurvé dans bien des cas. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation préféré et au dessin annexé, dans lequel -4 La figure 1 est une vue en perspective du dispositif anti-reflets selon la présente invention, La figure 2 est une vue schématique de profil du dispositif anti-reflets de la fig 1 monté devant un écran de visualisation, et Les fig 3 et 4 ont des schémas agrandis, dans un plan vertical, du dispositif anti-reflets selon les fig 1 et 2, et montrent comment le dispositif élimine les images parasites. En se référant à la fig 1, on distingue un dispositif anti-reflets 10, compre- nant une plaque de matière transparente 12 et un polariseur circulaire 14 La plaque transparente 12 et le polariseur circulaire 14 sont liés ensem- ble par un adhésif 16. La plaque transparente 12, qui peut être en verre ou en matière plastique, comporte une face avant 18 et une face arrière 20 Une série de stries parallèles 22, profilées en forme de V, occupe la face avant 18 de la plaque transparente 12 Les stries 22, réparties normalement à raison de huit par pouce, présentent des crêtes 24 légèrement arrondies et donnent, à la face avant 18, un profil général en dents de scie Chacune des stries 22 est cons- tituée par une paire de surfaces planes 26, 28, la surface 26 étant sensible- ment perpendiculaire à la 'face arrière 20 de la plaque transparente 12, et la surface 28 étant inclinée vers l'extérieur par rapport à la face arrière 20 de la plaque transparente 12 La face arrière 20 de la plaque transparente 12 est sensiblement plane. Le polariseur circulaire 14 peut être de n'importe quel type convenable du commerce, tels ceux que vend la Polaroid Corporation En substance, le polariseur circulaire 14 est une plaque "sandwich" constituée par une plaque de polarisation linéaire couplée avec une plaque de déphasage quart d'onde orientée à quarante-cinq degrés par rapport à la direction de trans- mission du polariseur Le polariseur circulaire 14 est réalisé de préférence avec un matière ayant sensiblement le même indice de réfraction que la plaque transparente 12. L'adhésif 16 peut être de n'importe quel type susceptible d'assembler à de- - meure la plaque transparente 12 avec le polariseur circulaire 14 De pré- férence, l'adhésif 16 a sensiblement le même indice de réfraction que la plaque transparente 12 -et que le polariseur circulaire 14, afin d'empêcher la réflexion de la lumière sur les interfaces de l'adhésif avec la plaque transparente 12 et le polariseur 14. Conformément à la fig 2, le dispositif anti-reflets 10 est monté verticalement à une distance présélectionnée d, devant un écran de visualisation 30 tel qu'un écran de visualisation, au moyen de consoles 32 ou de tout autre dispo- sitif de montage adéquat Selon une dispositif typique, l'oeil 34 d'un obser- vateur est orienté dans une direction sensiblement horizontale vers l'image d'un objet 36 se trouvant sur l'écran de visualisation 30 Selon cette dispo- sition, l'objet 36 est visible suivant un rayon lumineux idéal 38 issu de l'ob 1 jet 36 Cependant, les rayons lumineux 40 et 42 sont également issus de l'objet 36 le rayon lumineux 40 est indésirable parce qu'il peut être réflé- chi par la surface horizontale 26 de l'une des stries 22, en donnant nai- sance à un rayon lumineux réfléchi 40 ' orienté en direction de l'oeil 34 et en produisant ainsi une image parasite Le rayon lumineux 42 est égale- ment indésirable parce qu'il peut être réfracté 'par l'arête 24 de l'une des stries 22, produisant ainsi des rayons lumineux réfractés 32 ', dont l'un se dirige vers l'oeil 34 pour produire une autre image parasite La distance d est choisie de façon à diminer l'intensité des rayons lumineux 40 ' et 42 ' dans une mesure tel-le que les images parasites produites par ces rayons ne soient pas discernables -par l'oeil 34 Les fig 3 et 4 montrent comment la distance d affecte l'intensité des images parasites produites par les rayons lumineux 40 et 42 issus de l'objet 36 En général, la distance d n'affecte pas la vision qu'on a du rayon lumineux idéal 38. En référence à la fig 3, si le dispositif anti-reflets 10 se trouvait à l'empla- cernent indiqué en traits interrompus sur la fig 3, c'est-à-dire à une dis- tance de l'objet 36 inférieure à la distance d, la totalité du faisceau lumi- neux 40 tomberait directement sur l'une des surfaces horizontales 26 des stries 22 Au contraire, si le dispositif anti-reflets 10 est placé à la distance d de l'objet 36 comme dessiné en trait continu, le faisceau lumineux 40 tombe sur une surface plus grande du dispositif anti-reflets 10, si bien que seule la fraction supérieure 40 " du faisceau lumineux 40 se reflète sur l'une des surface horizontales 26 des str ies 22 en produisant une image parasite. -6 - Puisque cette image parasite n'est produite que par une fraction du faisceau lumineux 40, son intensité est plus faible que celle d'une image parasite produite lorsque le dispositif anti-reflets 10 est placé plus près -de l'objet 36. Dans le cas de la fig 4, si le dispositif antireflets 10 se trouvait dans la position dessinée en traits interrompus, c'est-à-dire à une distance de l'objet 36 inférieure à la distance d, la totalité du faisceau 42 tomberait directe- ment sur l'une des crêtes 24 des stries 22 En revanche, si le dispositif anti-reflets 10 est situé à la distance d de l'objet 36 comme dessiné en trait continu, le faisceau lumineux 42 tombe sur une surface plus grande du dis- positif anti-reflets 10, si bien que seule la fraction supérieure 42 " du faisceau lumineux 42 'est réfractée par l'une des rêtes 24 pour produire une image parasite Du fait que cette image parasite n'est produite que par une frac- tion du faisceau lumineux 42, son intensité est plus faible que l'intensité de l'image parasite produite lorsque le dispositif antireflets 10 se trouve plus près de l'objet 36. Si l'on se reporte à la fig 2, on constate qu'un rayon lumineux 44, provenant d'une source de lumière ambiante par-dessus la tête de l'observateur, par exemple d'une lampe située en avant du dispositif anti-reflets 10, peut frap- per la surface inclinée 28 de l'une des striés 22 L'angle d'inclinaison de cette surface 28 est déterminé de façon que le rayon lumineux 44 soit ré- fléchi et réfracté par la surface inclinée 28, donnant ainsi naissance à un rayon de lumière ambiante réfléchi 44 ' et un rayon de lumière ambiante réfracté 44 " Le rayon réfléchi 44 ' est dirigé dans une direction générale orientée vers le bas à l'écart de l'oeil 34 de l'observateur, ce qui réduit substantiellement l'éblouissement produit par la lumière ambiante sur la face antérieure Après avoir traversé le polariseur circulaire 14, le rayon réfracté 44 ", qui a subi une polarisation circulaire, vient frapper l'écran de visualisation 30 sur lequel il est réfléchi vers l'arrière en direction du dispositif anti- reflets 10 sous forme d'un rayon lumineux réfléchi 44 "' Quand ce rayon réfléchi 34 "' atteint le dispositif anti-reflets 10, le polaris eur circulaire 14 bloque sa transmission à travers le dispositif anti-reflets, éli- minant ainsi tout éblouissement produit par la lumière ambiante provenant de l'avant Le rayon de lumière ambiante 44 est également réfléchi à l'em- placement 46 o le rayon lumineux 44 " sort du dispositif anti-reflets 10. -7 - Le rayon réfléchi résultant, non représenté,qui a déjà subi une polarisation circulaire par le polariseur 14, est bloqué par le polariseur circulaire 14 sur son cfiemin retour en direction de l'oeil 34 Ainsi, le dispositif anti- reflets 10 réduit les reflets sur face avant et sur face arrière dus à la lu- mière ambiante, sans produire d'images parasites indésirables. Il importe de remarque que la forme de réalisation de l'invention, telle qu'elle est décrite ici, est un exemple qui n'est pas limitatif et qu'un homme de l'art peut réaliser diverses variations et modifications sans s'écarter du principe de l'invention Toutes ces modifications et variantes sont englo- bées dans le principe du dispositif tel que spécifié dans les revendications. 8 - Revendications 1 Dispositif anti-reflets pour un écran de visualisation, du type réduisant l'éblouissement sans produire d'images parasites indésirables lorsqu'il est placé devant l'écran de visualisation à une distance adéquate, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison une plaque de matière transparente ( 12) comprenant une face arrière ( 20) plane et une face avant ( 18), cette face comprenant une série de stries parallèles ( 22) profilées en forme de V et présentant chacune une crête ( 24) de façon à donner à ladite face avant un profil général en dents de scie et réfléchir la lumière ambiante hors d'une zone de vision déterminée devant ladite plaque transparente ( 12), et un organe polarisant ( 14) fixé sur la face arrière de ladite plaque trans- parente pour polariser la lumière ambiante qui traverse ladite plaque trans- parente de sa face avant ( 18) à sa face arrière ( 20), de telle manière que la lumière ambiante, qui a été réfractée en traversant ainsi ladite plaque transparente puis réfléchie sur l'écran pour revenir vers ledit organe polari- sant, est arrêtée à son retour par ledit organe polarisant ( 14) pour empêcher que la lumière ambiante réfléchie par l'écran ne provoque des reflets vers la face avant. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune desdites stries ( 22) comprend une première surface plane ( 26) sensiblement perpendi- culaire à la face arrière de ladite plaque transparente, et une seconde sur- face plane ( 28) inclinée vers l'extérieur par rapport à ladite face arrière, ces deux surfaces planes se rejoignant pour former l'une desdites crêtes ( 24). 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites stries ( 22) s'étendent horizontalement à travers la face avant ( 18) de ladite plaque transparente ( 12). 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites secondes surfaces planes ( 28) ont un angle d'inclinaison déterminé de manière que la lumière ambiante soit réfléchie vers le bas et hors de ladite zone de vision ( 34). 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- 9 - térisé en ce que ledit organe polarisant comprend un polariseur circulaire ( 14). 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite plaque transparente ( 12) et ledit polariseur circulaire ( 14) ont un même indice de réfraction. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit polari- seur circulaire ( 14) est lié à la face arrière de ladite plaque transparente ( 12) par un adhésif ( 16) ayant le même indice de réfraction que le polari- seur circulaire et la plaque transparente. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisé en ce qu'il comporte des moyens de montage ( 32) disposés pour main- tenir ladite plaque transparente ( 12) et l'organe polarisant ( 14) parallèlement à un écran de visualisation et à une distance déterminée (d) dudit écran, cette distance étant choisie de façon à diminuer l'intensité de la lumière provenant de l'écran jusqu'au dispositif anti- reflets dans une mesure telle que des images parasites, produites par la réflexion de la lumière issue de l'écran sur les stries et les crêtes de ladite plaque transparente, ne soient pas discernables à l'oeil nu par une personne observant à partir de ladite zone de vision, ledit organe polarisant empêchant également les reflets sur la face arrière qui résultent du passage de la lumière ambiante à travers le dispositif anti- reflets, de telle manière que ledit dispositif anti-reflets élimine substantiellement l'éblouissement dû aux reflets de la lumière am- biante sans produire d'images parasites indésirables. 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de montage ( 32) sont agencés de façon à ce que ladite plaque transparente et l'organe polarisant qui lui est lié soient amovibles. Procédé pour réduire l'éblouissement dû à la lumière ambiante qui frap- pe un écran de visualisation, caractérisé en ce que l'on choisit un disposi- tif anti-reflets agencé selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, et en ce que l'on monte ce dispositif devant l'écran de visualisation, à une distance choisie de façon à diminuer l'intensité de la lumière prove- nant de l'écran jusqu'au dispositif anti-reflets dans une mesure telle que - des images parasites, produites par la réflexion de la lumière issue de l'é- cran sur les stries et les crêtes de ladite plaque transparente, ne soient pas discernables à l'oeil nu par une personne observant à partir de ladite zone de vision, ledit organe polarisant empêchant également les reflets sur la face arrière qui résultent du passage de la lumière ambiante à tra- vers le dispositif anti-reflets, de telle manière que ledit dispositif anti- reflets élimine substantiellement l'éblouissement dû aux reflets de la lu- mière ambiante sans produire d'images parasites indésirables.