Brevet FR2759188A1 — publié le 19980807

"Dispositif de signalisation lumineuse, notamment pour régulation du trafic routier" L'invention se rapporte à un dispositif de signalisation lumineuse pouvant par exemple former un feu tricolore destiné à réguler le trafic routier à un carrefour; elle concerne plus particulièrement la conception d'un réfracteur optique de lumière placé en regard de la source lumineuse. L'invention trouve son domaine d'application optimum dans le cas où ladite source lumineuse est constituée par un ensemble de diodes électroluminescentes. Classiquement, un dispositif de signalisation lumineuse tel qu'un feu tricolore comprend un boîtier renfermant trois sources lumineuses placées dans des compartiments indépendants dudit boîtier et chaque compartiment est coiffé frontalement d'un réfracteur en matériau transparent ou translucide comme par exemple du verre minéral ou organique. La source lumineuse peut être une lampe classique à filament, éventuellement du type allogène basse tension ou encore un tube fluorescent. Plus récemment, on a tenté d'utiliser des diodes électroluminescentes. Ces essais se sont révélés décevants principalement en raison de la faible luminosité des diodes électroluminescentes proposées sur le marché. Des tentatives ont été faites pour mieux canaliser le flux lumineux émis par l'ensemble des diodes. On a ainsi, par exemple, proposé d'optimiser le réfracteur. Par exemple, on connaît un tel dispositif de signalisation dans lequel le réfracteur comporte sur sa face interne des stries à section triangulaire s'étendant horizontalement ou verticalement et de préférence dans les deux directions. Cette configuration striée fait donc face à la source lumineuse constituée par les diodes électroluminescentes agencées côte-à-côte. Cependant, le résultat est insuffisant et les dispositifs a diodes électroluminescentes équipés de tels réfracteurs permettent très difficilement de satisfaire les normes. L'invention concerne un nouveau concept de réfracteur placé en regard de la source lumineuse et plus particulièrement efficace lorsque cette source lumineuse est constituée par un ensemble de diodes électroluminescentes. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de signalisation lumineuse comprenant un boîtier renfermant au moins une source lumineuse et un réfracteur optique correspondant placé en regard de cette source lumineuse, caractérisé en ce que ledit réfracteur comporte, répartis sur l'une de ses faces, une pluralité d'éléments de transmission de lumière, chacun conformé pour faire subir au flux lumineux qui le traverse deux anamorphoses, respectivement de concentration selon une direction verticale et de divergence selon une direction horizontale. Selon un exemple actuellement préféré, chaque élément de transmission a la forme d'une lentille à surface torique définie en relief sur la face interne dudit réfracteur, en regard de la source lumineuse. En outre, chaque lentille est avantageusement définie à l'extrémité d'un cylindre; les cylindres étant par exemple parallèles entre eux et parallèles à un axe principal de symétrie du réfracteur. Cet agencement s'est révélé particulièrement efficace pour rendre le réfracteur sélectif à la lumière émise par la source lumineuse interne. En effet, pour les rayons lumineux provenant de l'extérieur, ledit réfracteur se comporte alors comme un piège à lumière empêchant leur rétrodiffusion par les lentilles. La signalisation demeure donc bien perceptible même lorsque le dispositif de signalisation est exposé à un rayonnement solaire direct. Dans ce cas, les rayons lumineux qui pénètrent à l'intérieur du boîtier sont très fortement atténués et ne peuvent être rediffusés par les lentilles si leurs directions sont différentes des axes optiques parallèles desdites lentilles. Ce filtrage des rayons lumineux parasites est effectif quelle que soit la nature de la source lumineuse interne. Dans le cas où cette dernière est constituée par une pluralité de diodes électroluminescentes, le meilleur résultat est obtenu en faisant en sorte que le nombre de diodes soit égal au nombre de lentilles et que chaque diode soit placée en regard d'une lentille spécifique. Dans la pratique, le réfracteur se compose d'une dalle en matériau transparent ou au moins translucide, et les éléments de transmission précités, c'est-à-dire par exemple les lentilles définies aux extrémités de cylindres respectifs, sont venus de matière sur la face interne de ladite dalle, par moulage. L'ensemble est réalisé en un matériau présentant un indice de réfraction supérieur à 1,45 et de préférence voisin de 1,58. Pour un feu de signalisation de petite dimension, par exemple un feu répétiteur, toutes les lentilles sont de mêmes dimensions. Dans une version actuellement préférée, le réfracteur comporte 91 lentilles de 6 mm de diamètre et la source lumineuse est constituée de 91 diodes électroluminescentes. Les lentilles peuvent être agencées sur une surface concave et les diodes électroluminescentes sur un plan. Dans ce cas, la distance moyenne entre une diode et la lentille qui lui correspond est de l'ordre de 12 à 14 mm. Conformément à la définition qui précède, chaque lentille présente un rayon de courbure suivant la direction verticale plus grand que le rayon de courbure suivant la direction horizontale, de préférence deux fois plus grand. Ainsi, dans la pratique, on a expérimenté avec succès un réfracteur équipé de lentilles présentant chacune deux rayons de courbure différents, de 20 et 10 mm, respectivement. Pour un feu de signalisation plus grand, on augmente le nombre de lentilles et le nombre de diodes électroluminescentes, les dimensions de celles-ci ne variant pas. Cependant, il n'est pas nécessaire d'augmenter le nombre de diodes électroluminescentes dans de grandes proportions si on augmente le diamètre des lentilles, dans les régions périphériques du réfracteur. Le meilleur résultat reste acquis en faisant correspondre une diode électroluminescente à une lentille correspondante. En outre, il sera avantageux d'agencer les diodes sur des surfaces annulaires décalées axialement de façon que les diodes soient toutes approximativement à la même distance des lentilles correspondantes. Dans le cas où le nombre de diodes électroluminescentes est différent du nombre de lentilles, la diffusion de la lumière se fait néanmoins de façon satisfaisante et permet de répondre aux normes. Le réfracteur est également compatible avec d'autres sources lumineuses plus classiques, telles que des lampes à incandescence ou des tubes fluorescents ou encore des lampes à allogène, basse tension. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif de signalisation lumineuse conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle d'un dispositif de signalisation lumineuse conforme à l'invention et montrant plus particulièrement un réfracteur vu de l'intérieur selon la flèche I de la figure 2; - la figure 2 est une vue de côté du réfracteur de la figure 1; - la figure 3 est une section III-III du réfracteur de la figure 1; et - la figure 4 est une section IV-IV de la figure 1, les diodes électroluminescentes étant représentées non coupées. Sur les dessins, on a représenté une partie d'un dispositif de signalisation lumineuse 11, en l'occurrence ici un feu de signalisation comprenant un boîtier 12 renfermant trois sources lumineuses de couleurs différentes, classiquement rouge, orange et vert. I1 s'agit ici d'un feu de signalisation de petite dimension dit "feu répétiteur" placé à hauteur de véhicule. Sur les dessins, le boîtier 12 apparaît en trait fantôme et n'est pas entièrement représenté; on voit seulement la partie qui renferme une source lumineuse 15 et un réfracteur optique 17 placé en regard de cette source lumineuse. La source lumineuse, entièrement contenue dans un compartiment 19 du boîtier, indépendant, est ici constituée d'une pluralité de diodes électroluminescentes 20. Ces diodes sont montées sur un support plan 21, côte-à-côte sur sensiblement toute la surface disponible. Les axes d'émission des diodes sont tous parallèles. Le compartiment 19 est fermé frontalement, par le réfracteur optique 17. Comme le montrent les figures 2 à 4, le réfracteur optique 17 comporte une dalle bombée 22 translucide ou transparente, à contour circulaire et une collerette périphérique de montage 23, annulaire et plate. La dalle 22 présente une face extérieure 25 globalement convexe et une face interne 26 globalement concave. Selon une caractéristique remarquable de l'invention, ce réfracteur comporte, répartis sur l'une de ses faces, et en l'occurrence ici la face interne 26, une pluralité d'éléments de transmission de lumière 28 et chacun de ces éléments est conformé pour faire subir au flux lumineux qui le traverse deux anamorphoses, respectivement une anamorphose de concentration selon la direction verticale et une anamorphose de divergence selon la direction horizontale. Sur les dessins, la direction verticale du réfracteur est indiquée par l'axe y-y. La collerette 23 comporte deux éléments de détrompage 30 à sa périphérie, venant se loger dans des cavités correspondantes du boîtier 12 pour que le réfracteur soit toujours monté dans une position correcte, à savoir avec l'axe y-y orienté verticalement. Les éléments de transmission 28 précités sont venus de matière avec la dalle. L'ensemble est réalisé par moulage à partir d'un matériau présentant un indice de réfraction supérieur à 1,45 et de préférence voisin de 1,58. Un matériau synthétique tel qu'un polycarbonate donne des résultats particulièrement satisfaisants. Selon l'exemple, chaque élément de transmission 28 a la forme d'une lentille 28a à surface torique définie en relief sur la face interne 26 dudit réfracteur, en regard de la source lumineuse. En outre, chaque lentille 28a est définie à l'extrémité d'un petit cylindre 32 se rattachant à la face interne de la dalle. Tous ces cylindres sont parallèles. Par conséquent, les axes optiques de toutes les lentilles sont également parallèles entre eux et parallèles à l'axe principal de symétrie de la dalle du réfracteur. Dans l'exemple, on a prévu 91 lentilles de ce genre, installées côte-à-côte (voir figure 1). Sur la paroi de fond du compartiment 19 correspondant, la source lumineuse 15 précitée est elle-même constituée de 91 diodes électroluminescentes 20 et, par conséquent, chaque diode électroluminescente est placée en regard d'une lentille spécifique. Pour un résultat optimum, l'axe optique de la diode est sensiblement confondu avec l'axe optique de la lentille qui lui correspond. Pour obtenir la double anamorphose mentionnée cidessus, la surface frontale convexe de chaque lentille 28a s'inscrit sur une surface torique orientée suivant les directions horizontale et verticale du réfracteur. Plus précisément, elle présente un rayon de courbure suivant ladite direction verticale (figure 4) qui est plus grand que le rayon de courbure suivant la direction horizontale (figure 3). De préférence, le rayon de courbure suivant la direction verticale est deux fois plus grand, environ, que le rayon de courbure suivant la direction horizontale. Dans l'exemple, ces deux rayons de courbure sont respectivement de 20 et 10 mm pour un diamètre de lentille de 6 mm. La focale moyenne de chaque lentille est de l'ordre de 14 mm. Par conséquent, la distance séparant une diode électroluminescente de sa lentille est voisine de cette valeur. REVENDICATIONS 1- Dispositif de signalisation lumineuse comprenant un boîtier renfermant au moins une source lumineuse (15) et un réfracteur optique correspondant placé en regard de cette source lumineuse, caractérisé en ce que ledit réfracteur (17) comporte, répartis sur l'une de ses faces, une pluralité d'éléments de transmission de lumière (28), chacun conformé pour faire subir au flux lumineux qui le traverse deux anamorphoses, respectivement de concentration selon une direction verticale et de divergence selon une direction horizontale. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément de transmission (28) a la forme d'une lentille (28a) à surface torique définie en relief sur la face interne (26) dudit réfracteur, en regard de ladite source lumineuse (15). 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque lentille (28a) est définie à l'extrémité d'un cylindre (32). 4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ces cylindres sont parallèles. 5- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit réfracteur comporte une dalle (22) de matériau transparent ou au moins translucide avec laquelle lesdits éléments de transmission (28) sont venus de matière. 6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite dalle est réalisée en un matériau présentant un indice de réfraction supérieur à 1,45 et de préférence voisin de 1,58. 7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ce matériau est un polycarbonate. 8- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source lumineuse (15) précitée est constituée d'une pluralité de diodes électroluminescentes (20). 9- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7 et la revendication 8, caractérisé en ce que le nombre de diodes (20) est égal au nombre de lentilles (28a) et en ce que chaque diode électroluminescente est placée en regard d'une lentille spécifique. 10- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que chaque lentille (28a) présente un rayon de courbure suivant ladite direction verticale plus grand que le rayon de courbure suivant ladite direction horizontale, de préférence deux fois plus grand. 11- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux rayons de courbure précités sont respectivement de 20 et 10 mm pour un diamètre de lentille de 6 mm.