Brevet FR2758632A1 — publié le 19980724

L'observation des signaux lumineux destinés notamment aux automobilistes, et plus particulièrement les feux de signalisation tricolore (vert,orange, rouge),régulant le traffic routier, fait apparaitre dans certaines conditions d'ensoleillement un problème de reconnaissance de l'information émise par le signal lumineux. En effet,lorsque les rayons solaires se reflètent directement dans le signal lumineux,l'usager se trouve dans l'impossibilité de reconnaitre l'information émise,par exemple dans le cas d'un feu de signalisation tricolore,il n'est plus possible de distinguer quel signal (vert, orange ou rouge) est allumé.ll en résulte un problème grave en terme de sécurité pour les usagers. Pour reprendre l'exemple du feu de signalisation tricolore, la technique communément employée utilise des lentilles synthétiques colorées (vert,orange,rouge) derrière lesquelles une ampoule à incandescence est alternativement allumée suivant l'information à délivrer,ainsi le feu de signalisation tricolore est d'abord allumé au vert puis à l'orange et enfin au rouge suivant un principe de minuterie. Une autre source de problème intéressant directement la sécurité des usagers se trouve dans la nature de la source lumineuse communément employée. En effet,la source lumineuse est généralement constituée par une simple ampoule à incandescence, cette technique comporte deux inconvénients: .d'une part,la durée de vie d'une ampoule à incandescence est limitée à environ 1000 (mille) heures. .d'autre part,lorsque l'une des ampoules cesse de fonctionner, cette défaillance entraine l'arrêt complet de l'ensemble du signal,dans le cas du feu de signalisation tricolore, la défaillance entraine un arrêt du fonctionnement normal,dans la plupart des cas le feu de signalisation ne diffuse que le signal orange clignotant. Un autre cas de figure concerne les panneaux lumineux d'information à message variable utilisant la technique des pastilles colorées rendues visibles par l'usager par l'utilisation d'une source lumineuse combinée à un procédé mécanique qui sous l'impulsion électrique fait apparaitre les pastilles constituant les mots contenus dans le message à délivrer.Or,il arrive qu'en plus du problème de visibilité entrainé par l'action du reflet des rayons solaires sur le panneau,notamment sur les panneaux installés en montagne en raison de la réverbération causée par la neige, une défaillance, même partielle, du système mécanique entraine le blocage de toute ou partie des pastilles colorées provoquant ainsi un disfonctionnement du panneau d'information. Les différentes solutions proposées par l'invention, et notament l'absence de mécanique en mouvement combinée à un ensemble electro-optique particulier, permettent de résoudre les problèmes exposés plus haut. La présente invention concerne un ensemble electro-optique combinant cristaux liquides et source lumineuse unique ou multiple,destiné à la signalisation lumineuse de traffic routier, ferroviaire, aéroportuaire, maritime et aux feux de signalisation équipant les véhicules,(feux tricolores,panneaux à messages variables ou toute autre forme de signalisation lumineuse). But de l'invention: Amélioration de la lisibilité de toute forme de signalisation lumineuse. D'une part en résolvant le problème de non reconnaissance du signal lumineux émis du fait de l'action des rayons solaires, rendant l'information illisible par manque de contraste entre les signaux lumineux éteints et les signaux lumineux allumés. On entend par contraste la différence d'intensité lumineuse existante entre un signal allumé et un signal éteint. D'autre part,en résolvant le problème de la défaillance de la source lumineuse des signaux et en augmentant de façon significative la durée de vie de la source lumineuse, ceci dans le cas d'une source lumineuse multiple. La présente invention permet, quelques soient les conditions de luminosité,notament en cas d'action directe des rayons solaires sur la surface diffusante du signal lumineux,d'identifier de façon certaine l'information émise par l'amélioration du contraste entre les signaux lumineux allumés et les signaux lumineux éteints. Ce système est destiné à remplacer les techniques employées jusqu'alors dans la signalisation lumineuse,sans nécessité le changement ou la modification du support lui-même,mais aussi à la production d'ensembles signaux et ou supports nouveaux. II s'agit ici de remplacer la surface extérieure du signal lumineux, (verre, lentille synthétique et autre surface colorée ou non),par des cristaux liquides et éventuellement de remplacer la source lumineuse unique, (ampoule à incandescence,tube néon...),par une source lumineuse multiple,(leds,ampoules à incandescence...colorées ou non),couplée à un filtre diffusant coloré. La particularité de la source lumineuse multiple réside dans le fait que lorsqu'un élément de cette source vient à défaillir, les autres éléments assurent la continuité de l'émission de l'information sans diminution visible de son efficacité. De plus, elle permet,de par la multiplicité de ses éléments, une augmentation considérable de sa durée de vie, environ cinquante mille heures,exemple:leds (FIG.3). Les caractéristiques des cristaux liquides permettent une amélioration significative du contraste. En effet, lorsque la source lumineuse est éteinte, les cristaux liquides n'étant pas excités électriquement, ceux-ci apparaissent opaques et noirs car polarisés négativement,alors que lorsque la source lumineuse est allumée, les cristaux liquides excités électriquement deviennent transparents et laissent passer,via le filtre coloré la lumière émise. De plus, lorsque l'intensité lumineuse ambiante,par exemple en plein soleil, est supérieure à l'intensité émise par la source lumineuse du signal, les rayons solaires traversent les cristaux liquides,se diffusent dans le filtre diffusant coloré, s'additionnent à la source lumineuse émise et sont réémis vers l'utilisateur, permettant même dans ces conditions une parfaite reconnaissance du signal, exemple: dans le cas d'un feu tricolore,si l'utilisateur doit marquer l'arrêt, celui-ci verra un disque rouge alors que les deux autres disques (orange et vert)lui apparaitront sous l'aspect de deux disques noirs, ceci quelques soient les conditions de luminosité ambiante. La combinaison des deux éléments: verre LCD et source lumineuse unique ou multiple permet enfin,par rapport à la technique actuellement communément employée,un gain substantiel de poids, d'encombrement et ainsi de résistance au vent du support dans lequel est installé le signal lumineux. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente en coupe le dispositif de l'invention. La figure 2 représente le schéma électrique d'un exemple de source lumineuse multiple. La figure 3 représente une variante de schéma électrique d'une source lumineuse multiple. En référence à ces dessins,le dispositif est composé d'une protection anti-chocs(1) traitée anti-reflets et munie d'un joint d'étanchéité,d'un verre LCD(2) négatif, transmissif,6 ou 12 heures, avec polariseur avant anti-reflets,d'un élément chauffant(3) afin de maintenir une température minimum nécessaire au bon fonctionnement du verre LCD(2),d'un filtre translucide diffusant coloré(4) et d'une source lumineuse unique ou multiple(5). La protection (1) protège le verre LCD (2) des chocs et du vieillissement prématuré de sa surface extérieure (polariseur anti-reflet). L'élément chauffant commandé et alimenté par un thermostat, non représenté, luimême alimenté par la tension (9) est constitué d'un film résistif transparent qui permet, par le maintien d'une température minimum nécessaire au bon fonctionnement du verre LCD (2),un temps de réaction à l'excitation élèctrique négligeable (quelques millisecondes). Alors qu'un verre LCD (2) démuni d'un élément chauffant (3) aurait,à une température de moins 10 degrés, un temps de réaction à i'excitation élèctrique supérieur à une seconde. La source lumineuse unique ou multiple(5) ainsi que le verre LCD(2) sont alimentés simultanément par la tension électrique(9) prélevée sur le site d'installation via un boitier de commande (6). La tension (10) issue du boitier (6) alimente la source lumineuse unique ou multiple (5),la tension (11) issue du boitier (6) alimente le verre LCD (2). La source lumineuse unique ou multiple(5) peut être composée de plusieurs éléments lumineux (ampoules ou leds)(7),cablés en série avec des diodes Zener(8),selon un échantillonnage variable (jusqu'à 1200 leds pour un signal lumineux de diamètre de 200 mm)permettant en cas de défaillance d'un des éléments(7) de ne pas interrompre la boucle de courant,en effet,si l'élément défaillant est équivalent à un circuit ouvert,le courant se trouve dévié par la diode Zener(8). La variante de schéma électrique illustrée en figure 3, représente des éléments lumineux(7),cablés en parallèle. REVENDICATIONS 1) Dispositif electro-optique combinant cristaux liquides et source lumineuse unique ou multiple,caractérisé en ce qu'il comporte une protection anti-chocs, anti-reflets et anti-vieillissement munie d'un joint d'étanchéité(1 ),d'un verre LCD(2) négatif,transmissif,6 ou 12 heures avec polariseur avant anti-reflets,d'un élément chauffant(3) permettant par le maintient d' une température minimum du verre LCD(2) de conserver un temps de réaction à l'excitation électrique négligeable,d'un filtre translucide diffusant coloré(4) et d'une source lumineuse unique ou multiple(5). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément chauffant (3) est constitué d'un film résistif transparent commandé et alimenté par un thermostat, non représenté,lui-même alimenté par la tension (9) prélevée sur le site d'installation. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la source lumineuse multiple est constituée de leds selon un échantillonnage variable.Ces leds sont,soit toutes cablées en parallèle,soit toutes cablées en série tout en cablant parallèlement à ces dernières des diodes Zener selon un échantillonnage variable.