Brevet FR2783076A1 — publié le 20000310

Dispositif de signalisation à catadioptre et à cellule à cristaux liquides. Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un dispositif de signalisation lumineuse comprenant un élément réflecteur destiné à réfléchir des rayons lumineux pour les renvoyer vers une source d'éclairage d'émission. Etat de la technique Les catadioptres classiques utilisés dans la signalisation routière de nuit renvoient la lumière dans la direction exacte d'o elle est émise par les phares des voitures. L'efficacité de ce type de signalisation routière reste néanmoins discutable à cause de l'accoutumance de l'oeil à l'environnement et à la multitude d'informations visuelles destinées à capter son attention, notamment la signalisation horizontale (indications peintes sur la chaussée), la signalisation verticale (panneaux divers, feux de croisement, etc..), et les panneaux d'affichage publicitaires et les enseignes lumineuses. Les panneaux d'affichage et les dispositifs classiques de signalisation lumineuse sont généralement éclairés par une source lumineuse, laquelle peut être intégrée ou être placée à proximité du panneau ou du dispositif de signalisation. Cette source lumineuse est constituée par au moins une ampoule électrique, alimentée par le réseau de distribution à basse tension, ou par une batterie de secours. Le courant important consommé entraîne des frais d'exploitation importants. Objet de l'invention Le but de l'invention consiste à réaliser un dispositif de signalisation lumineuse à effet attractif et visible de loin, et bénéficiant d'autre part d'une grande autonomie 1 0 pour un coût de fonctionnement réduit. Selon l'invention, le dispositif de signalisation lumineuse comporte - une cellule transducteur à cristal liquide placée devant l'élément réflecteur pour constituer une valve optique à mode réflexif, - un circuit électronique délivrant un signal de commande d'activation ou de déactivation à la cellule transducteur à cristal liquide, laquelle est susceptible de se trouver dans un état transparent ou dans un état opaque selon la nature du signal de commande, qui engendre dans la cavité de ladite cellule, les modifications de champs électriques nécessaires au passage d'un état à l'autre, et provoquant une modulation du flux lumineux réfléchi par l'élément réflecteur, - et des moyens pour agir sur le signal de commande d'activation ou de déactivation pour obtenir soit un clignotement de la cellule transducteur à une fréquence comprise dans une fourchette de 0,2Hz à 5Hz, soit une activation cyclique du dispositif de signalisation lors du montage en cascade de plusieurs cellules synchronisées constituant une rampe lumineuse à défilement. Selon un mode de réalisation préférentiel, la cellule transducteur à cristal liquide est composée: - de deux lames support planes en verre ou autre matériau transparent, ménageant entre elles ladite cavité remplie de cristal liquide, - d'une paire d'électrodes transparentes ou semi-transparentes, recouvrant la face interne des deux lames à l'intérieur de la cavité, - et d'un filtre d'entrée polarisant agencé sur la face externe de la lame support antérieure à l'opposé de l'élément réflecteur. Selon une caractéristique de l'invention, le circuit électronique comporte un hacheur alimenté par une source de courant continu, et piloté par une horloge, la sortie du hacheur étant connectée aux deux électrodes. Chaque électrode est obtenue avantageusement au moyen d'un revêtement d'une peinture conductrice invisible. L'élément réflecteur peut être formé par un catadioptre accolé à la lame support 1 0 postérieure de la cellule transducteur à cristal liquide, ou par un film réfléchissant à haute luminosité par concentration de lumière, et ayant une structure colorée en fonction de la couleur souhaitée. La source de courant continu d'alimentation du hacheur peut être constituée par une simple pile ou un accumulateur, conférant à l'ensemble une grande autonomie. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté sur le dessin annexé. Description d'un mode de réalisation préférentiel Sur la figure, un dispositif de signalisation 10 comporte une cellule transducteur à cristal liquide 12, associée à un réflecteur 14 arrière pour constituer une valve optique à mode réflexif. Le réflecteur 14 est formé avantageusement par un catadioptre 15 ou par tout autre dispositif optique à haute luminosité, réfléchissant les rayons lumineux vers la source d'émission. Le catadioptre 15 peut comporter une surface réfléchissante prismatique, ou une structure à microbilles. Il est également possible de faire usage d'un film réfléchissant à haute luminosité par concentration de lumière, et ayant une structure colorée en fonction de la couleur souhaitée. Le dispositif de signalisation 10 permet une vision directe avec observation d'une image ou d'un message sur la cellule transducteur à cristal liquide 12. La source d'émission lumineuse se trouve à l'avant de la cellule transducteur, et à l'opposé du réflecteur 14. La source d'émission lumineuse peut être une lampe 16 d'éclairage, notamment les phares d'un véhicule, ou un spot délivrant une lumière incidente en direction de la cellule transducteur à cristal liquide 12. La lumière incidente peut également être constituée par l'éclairage ambiant si la luminosité est suffisante. La vision directe sur la cellule transducteur à cristal liquide 12 est optimum lorsque l'oeil 18 de l'observateur est localisé dans le champ de la lumière réfléchie, et lorsque l'angle de vision par rapport à la direction verticale ou horizontale à la normale de la cellule est inférieur à 50 La cellule transducteur à cristal liquide 12 est composée de deux lames support , 22 planes en verre ou autre matériau transparent, ménageant entre elles une cavité 24 de faible épaisseur, remplie de cristal liquide. Une paire d'électrodes 26, 28 transparentes ou semi-transparentes, est déposée sur la face interne des deux lames 20, 22, à l'intérieur de la cavité 24. Chaque électrode 26, 28 est obtenue à titre d'exemple au moyen d'un revêtement d'une peinture conductrice invisible. La cellule transducteur à cristal liquide 12 fonctionnant en valve optique est ainsi transparente au niveau de l'ensemble de ses constituants. La modification locale de la transmission de la lumière intervient au moyen signal électrique de commande appliquée sur les deux électrodes 26, 28. La présence de ce signal électrique de commande engendre un champ électrique dans la cavité 24, lequel active le volume de cristal liquide en provoquant un effet électro-optique d'orientation des molécules pour moduler la transmission de la lumière par la cellule transducteur 12. Un filtre d'entrée 30 polarisant est déposé sur la face externe de la lame support 22 antérieure pour polariser la lumière et rendre visible l'effet de modulation. Le signal électrique de commande de la cellule transducteur à cristal liquide 12 est fourni par un circuit électronique 32, lequel est alimenté par une source 34 de courant continu, et piloté par une horloge 36. Des moyens du circuit électronique 32 agissent sur le signal de sortie pour ajuster la fréquence de clignotement dans 1 0 une fourchette comprise entre 0,2Hz et 5Hz dans le cas d'un dispositif clignotant, ou pour régler la vitesse de défilement dans le cas d'une centrale de pilotage de feux défilants. Pour les modules constituant un ensemble de feux défilants, il est possible de connecter chaque cellule à une centrale commune, ou d'équiper chaque module d'un circuit électronique de commande avec une synchronisation sur le module précédent. Le circuit électronique 32 comporte par exemple un hacheur ou tout autre convertisseur délivrant le signal de commande, par example un signal carré ayant une fréquence fixe dont la valeur est comprise dans la fourchette précitée. Le circuit électronique 32 pourra être réalisé avantageusement selon la technologie des circuits intégrés pour limiter l'énergie électrique fournie par la source 34 d'alimentation. Cette dernière peut être obtenue au moyen d'une simple pile ou d'un accumulateur de quelques Volts permettant d'obtenir une grande autonomie pour le fonctionnement du circuit électronique 32. A titre d'exemple, un signal de commande de 2 Hz provoque un clignotement de la cellule transducteur à cristal liquide 12 qui s'effectue à une fréquence de deux éclairs à la seconde. La quasi- totalité de l'énergie est de l'énergie lumineuse produite par la lampe 16 extérieure, et le flux lumineux réfléchi par le catadioptre est modulé, en modifiant périodiquement la transmission de la lumière à travers la cellule transducteur à cristal liquide 12 constituant un masque. La cellule transducteur à cristal liquide 12 se trouve respectivement dans un état opaque après l'application sur les électrodes 26, 28 d'une tension non nulle, ou d'un signal carré à 30Hz selon le type de cellule à cristaux liquides, et dans un état opaque l'absence de tension ou en appliquant une tension fixe ou nulle pour les cellules LCD à rafraîchissement. Ce dernier type de cellules LCD à rafraîchissement doivent en effet être commandées en alternance par deux séquences, comprenant d'une part un signal carré à 30Hz pour activer l'effet de masque, et d'autre part un signal de tension constante ( positive, négative ou nulle) pour le déactiver. Pour les dispositifs clignotants, les durées respectives de ces séquences seront 1 0 ajustées pour obtenir un clignotement effectif de la cellule LCD allant de 0,2Hz à Hz. Les modifications résultantes du champ électrique dans la cavité 24 provoquent un passage rapide d'un état vers l'autre, entraînant un effet de clignotement du 1 5 masque, lequel est parfaitement visible grâce à la très basse fréquence du signal de commande. Chaque état reste stable jusqu'au prochain changement du signal de commande. La modulation de la transmission lumineuse par la cellule transducteur à cristal liquide 12 associé à l'effet réflectorisant du catadioptre 15 attire le regard de l'observateur. Il en résulte de ce fait diverses applications. Dans le domaine de la signalisation automobile, le dispositif de signalisation selon l'invention est particulièrement adapté pour attirer l'attention du conducteur sur une information de danger. Les panneaux STOP à des carrefours dangereux peuvent être équipés du dispositif clignotant de couleur rouge, ce qui correspond à l'indication ARRET IMMEDIAT. Toute autre signalisation de danger peut être renforcée de nuit par un dispositif clignotant de couleur adaptée, par exemple orange. Le dispositif de signalisation selon l'invention se prête particulièrement aux panneaux de signalisation temporaire, notamment les systèmes de balisage de chantiers et de travaux d'entretien (rétrécissement de chaussée, travaux de terrassement, arrêt momentané de la circulation, etc...), et à l'information des automobilistes en cas d'accident ou d'arrêt d'un véhicule sur la chaussée. Il pourrait également servir au balisage sur route d'un itinéraire provisoire ou d'une déviation, et en ville pour indiquer la direction conseillée vers un endroit prédéterminé. Dans le domaine de la sécurité des personnes, le dispositif de signalisation selon l'invention peut être apposé sur des vêtements ou des cartables d'enfants, ainsi que sur des vêtements des personnes intervenant dans des lieux dangereux, notamment les autoroutes, les voies rapides urbaines ou les tunnels. Il est également possible de réaliser des masques clignotants destinés à mettre en évidence des informations publicitaires ou commerciales. Dans une ambiance suffisamment éclairée o l'effet réflectorisant ne présente pas d'intérêt suite à l'absence d'une source de lumière individuelle, des informations écrites avec des encres fluorescentes sur un fond noir ( couleur du cristal liquide dans l'état 1 5 opaque) pourraient venir en remplacement du catadioptre. Il est clair que plusieurs masques peuvent être juxtaposés pour obtenir un dispositif de signalisation ayant une superficie désirée. Revendications 1. Dispositif de signalisation lumineuse comprenant un élément réflecteur (14) destiné à réfléchir des rayons lumineux pour les renvoyer vers une source d'éclairage d'émission, caractérisé en ce qu'il comporte: - une cellule transducteur à cristal liquide (12) placée devant l'élément réflecteur (14) pour constituer une valve optique à mode réflexif, - un circuit électronique (32) délivrant un signal de commande d'activation ou de déactivation à la cellule transducteur à cristal liquide (12), laquelle est susceptible de se trouver dans un état transparent ou dans un état opaque selon la nature du signal de commande qui engendre des modifications du champ électrique dans la cavité (24) de ladite cellule, le passage d'un état à l'autre provoquant une modulation du flux lumineux réfléchi par l'élément réflecteur (14), - et des moyens pour ajuster la fréquence du signal de commande dans une fourchette de 0,2Hz à 5Hz dans le cas d'un clignotement, ou pour activer cycliquement des modules synchronisés montés en cascade. 2. Dispositif de signalisation lumineuse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule transducteur à cristal liquide (12) est composée: - de deux lames support (20, 22) planes en verre ou autre matériau transparent, ménageant entre elles ladite cavité (24) remplie de cristal liquide, - d'une paire d'électrodes (26, 28) transparentes ou semi-transparentes, recouvrant la face interne des deux lames (20, 22) à l'intérieur de la cavité (24), - et d'un filtre d'entrée (30) polarisant agencé sur la face externe de la lame support (22) antérieure à l'opposé de l'élément réflecteur (14). 3. Dispositif de signalisation lumineuse selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque électrode (26, 28) est obtenue au moyen d'un revêtement d'une peinture conductrice invisible. 4. Dispositif de signalisation lumineuse selon la revendication 2, caractérisé en 1 5 ce que le circuit électronique (32) comporte un hacheur ou séquenceur alimenté par une source de courant continu, et piloté par une horloge (36), la sortie du hacheur étant connectée à au moins une paire d'électrodes (26, 28). 5. Dispositif de signalisation lumineuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément réflecteur (14) est formé par un catadioptre (15) accolé à la lame support (20) postérieure de la cellule transducteur à cristal liquide (12). 6. Dispositif de signalisation lumineuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément réflecteur (14) est formé par un film réfléchissant à haute luminosité par concentration de lumière, et ayant une structure colorée en fonction de la couleur souhaitée. 7. Dispositif de signalisation lumineuse selon la revendication 4, caractérisé en ce que la source de courant continu d'alimentation du hacheur est constituée par une pile ou un accumulateur.