Brevet FR2782829A1 — publié le 20000303

I PANNEAUX D'AFFICHAGE LUMINEUX La présente invention concerne les panneaux d'affichage lumineux qui permettent de visualiser dans le domaine de la lumière visible tout message, et plus particulièrement, mais non exclusivement, les panneaux à Lusage publicitaire ou analogue. On connaît déjà de nombreuses réalisations de panneaux d'affichage de type lumineux. Cependant, ces réalisations ne sont pas assez simples pour permettre la fabrication, en grandes quantités, de panneaux publicitaires. 1 0 Aussi la présente invention a-t-elle pour but de réaliser uin panneau d'affichage lumineux dont la structure pallie les inconvénients mentionnés ci-dessus des panneaux de l'art antérieur. Plus précisément, la présente invention a pour objet un panneau d'affichage lumineux apte à être disposé dans un milieu d'indice optique de valeur n 1, caractérisé en ce qu'il comporte: - une plaque réalisée dans un premier matériau transparent pour au moins une longueur d'onde lumineuse dans la bande passante du visible, ledit premier matériau ayant un indice optique de valeur n2 supérieure à la valeur n l, ladite plaque étant délimitée par deux faces planes sensiblement parallèles présentant un poli sensiblement optique et par une tranche de bordure, - une source de lumière visible, - des moyens pour coupler ladite source de lumière visible avec la tranche de bordure de ladite plaque de façon que les rayons émis par ladite source de lumière visible pénètrent dans la plaque par cette tranche de bordure et se propagent à l'intérieur de la plaque entre les deux faces planes principalement par réflexions totales, et - au moins une première couche réalisée dans un deuxième matériau transparent pour ladite longueur d'onde, ladite première couche étant disposée au contact optique d'une première des deux faces planes de la plaque. ledit deuxième matériau ayant un indice optique d'une valeur n3 supérieure à la valeur n 1. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés a titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels: Les figures 1 et 2 représentent uin mode de réalisation du panneau d'affichage lumineux selon l'invention, la figure I représentant une vuLe en coupe du 3 5 panneau selon la figure 2, référencée I-I sur cette figuire 2, et La figure 3 représente une vue en coupe partielle dun second mode de réalisation du panneau d'affichage lumineux selon l'invention. Bien que les figures 1, 2 et 3 représentent deux modes de réalisation différents du panneau d'affichage lumineux selon l'invention, les mêmes références y désignent les mêmes éléments quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent. Le Demandeur tient également à préciser que les figures représentent deux modes de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il peutit exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette invention. Elle précise en outre que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Elle précise aussi que, si les modes de réalisation de l'objet selon l'invention 1 0 tels qu'illustrés comportent plusieurs éléments de fonction identique et que si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, I'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces éléments. Les figures I et 2 représentent un premier mode de réalisation d'un panneau 1 5 d'affichage lumineux 1 apte à être disposé dans uin milieu 2 d'indice optique de valeur n 1, comme de l'air, la valeur de n I étant dans ce cas égale à 1. Le panneau I comporte une plaque 10 réalisée dans un premier matériau transparent pour au moins une longueur d'onde lumineuse dans la bande passante du visible. Ce premier matériau a un indice optique d'une valeur n2 supérieure à la valeur ni. Il est par exemple constitué par du verre organiquiie ou min,éral, du PMMA, ou par un matériau connu sous la dénomination commerciale "Altutglas'", etc. La plaque 10 est délimitée par deux faces planes 11, 12 avantageusement sensiblement parallèles et présentant un poli sensiblement optique, et par une tranche de bordure 13. Le panneau comporte en outre une source de lulièrle visible 14, par exemple une lampe émettant dans le domaine du visible comme une lampe au néon, ou analogue. Il comporte aussi des moyens 15 pour coupler la sortie de la source de lumière visible 14 avec la tranche de bordure 13 de la plaque 10 de façon Lque les rayons lumineux 16 émis par la source de lumière visible puissent pénétrer dans la plaque par cette tranche de bordure et se propager à l'intérieur de la plaque entre les deux faces planes 11, 12 principalement par une succession de réflexions totales, comme cela se produit dans les fibres optiques ou analogues. Ces moyens de couplage peuvent être de différents types, par exemple des lentilles, des focalisateurs, des guides d'ondes lumineux, etc. Ils sont bien connus en eux-mêmes par les hommnes de l'art et ne seront pas plus amplement décrits ici, dans l'unique souci de simplifier la présente description. Le panneau comporte en outre au moins une première couche 20 réalisée dans un deuxième matériau transparent pour la longueur d'onde mentionnée ci-avant et disposée au contact optique d'une première 11 des deux faces planes 1 1, 12 de la plaque 10. Ce deuxième matériau, par exemple de la matière plastique comme du PVC, du polyester, de la gélatine, de la colle ou analogue, etc., présente un indice optique d'une valeur n3 qui est supérieure au moins à la valeur nl et même avantageusement supérieure à la valeur n2. Sont en outre prévus des moyens 40) pour diffuser la lumière apte à s'y propager dans la première couche 20. Ces moyens 40 de diffusion de la lumière peuvent par exemple être constitués par uin dépoli 41 réalisé sur la face 29 de la première couche 1 0 20 qui n'est pas au contact de la première face 11 de la plaque 10, ce dépoli 41 étant schématiquement représenté par une ligne en traits interrompus, et/ou par des points de matériaux opaques blancs 42 contenus dans la première couche 20. Dans ce dernier cas, les points de matériaux opaques blancs 42 sont par exemple constitués par une grille, une trame dégradée ou non, ou analogue noyée dans cette première couche. 1 5 Dans le but d'améliorer sa luminosité, le panneau d'affichage lumineux peutit comporter, comme illustré sur les figures 1 et 2, une deuxième couche 50) réalisée dans un matériau réfléchissant pour la longueur d'onde mentionnée ci-avant, cette deuxième couche 50 étant déposée sur la seconde face 12 de la plaque 1)0. Le panneau d'affichage lumineux dont un premier mode de réalisation a été décrit ci-dessus en regard des figures 1 et 2 fonctionne de la façon suivante: Il est tout d'abord supposé que la première couche 20) est constituée d'un seul matériau qui présente un indice optique d'une valeur n3 supérieure à la valeur n2, que l'indice optique nl est celui de l'air, c'est-à-dire égal à 1, et que l'indice n2 supérieur à 1 est par exemple égal à 1,52, celui du verre. Ceci étant précisé, la lampe 14 est allumée de façon que les rayonis lumineux 16 qu'elle émet se propagent à l'intérieur de la plaque 1() en subissant une succession de réflexions totales sur les deux faces planes 11, 12, du fait que celles-ci sont relativement bien polies et qu'elles forment des dioptres de séparation entre un milieu incident d'indice optique n2 supérieur à l'indice nI du milieu extérieur constitué par l'air. Cependant, quand les rayons lumineux 16 arrivent au niveau du dioptre de séparation entre la plaque 10 et la première couche 20), ils subissent une réfraction partielle 16-1 dans la couche 20 et une réflexion partielle 16-2 poIur contillnuer à se propager dans la plaque 1)0. La naissance des rayons réfractés 16-1 est favorisée par un indice optique n3 3 5 de la première couche 20) supérieur à l'indice optique n2 de la plaque 10. Dans le cas o n3 est compris entre n et n2, la réfraction sera moins importante mais existera néanmoins. Les rayons réfractés 16-1 tombent alors sur le dépoli de la face 29 et subissent une diffraction par transmission 16-3 et par réflexion 16-4. Commne les rayons diffractés par transmission 16-3 se répartissent dans un angle solide relativement important, nombre de ces rayons sont obligatoirement sensiblement normaux au plan de la face 29 et peuvent émerger de la première couche 20 puis se propager dans l'air et ainsi être captés, par exemple, par l'oeil 60 d'un observateur. En fait, le phénomène décrit ci-dessus se produit sur toute la face 29 de la couche 20 et l'observateur peut percevoir l'objet lumineux 22 que formie la première couche 20 sur la plaque 10. A titre d'exemple illustré sur la figure 2, la première couche 20 présente la I 0 forme d'un "L" et, dans ce cas, l'observateur percevra ce "L" lumineux sans percevoir de façon notable tout le restant de la face 11 de la plaque 1()0, surtout si cette face présente le poli optique nécessaire pour éviter que les faisceaux se propageant à l'intérieur de la plaque n'émergent, ne serait-ce que partiellement, de cette face 11. Comme il est malgré tout relativement difficile d'obtenir un poli optique 1 5 parfait, il est avantageux de recouvrir au moins la seconde face 1 2 de la plaque 10 avec la couche réfléchissante 50 mentionnée ci-avant, de même que, si cela est possible, l'ensemble de la tranche 13 de la plaque et la partie de la face 11 qui n'est pas recouverte par la première couche 20. La première couche 20 définie ci-avanit a été décrite cormme étant unitaire. Cependant, il est bien évident qu'elle peutit être constituée de différentes façon, notamment comme celle qui est illustrée sur les deux figures I et 2. Cette première couche 20 peutt en effet être constituée par la superposition, l'une sur l'autre, d'au moins deux première et seconde sous-couches 21, 32 réalisées, quant à leur épaisseur respective et les matériaux les constituant, de façon que, 2 5 ensemble, elles soient optiquement équivalentes à la première couche 20. Il est important que la première sous-couche 21 I soit disposée parfaitement au contact optique sur la première face 11 de la plaque 10. Elle peutit ainsi être constituée par de la colle permettant de faire parfaitement adhérer la seconde sous-couche 32 sur la première face 1 1 de la plaque 10. La couche 20 peutit être constituée d'une couche d'adhésif sur une face de laquelle est fixée une trame qui peut être une couche d'encre, de peinture ou de fibres. L'adhésif et la trame solidaires peuvent être réalisés sous la forme d'une feuille qui sera fixée par simple pression sur une face de la plaque 10, par l'interméldiaire de la face de la couche d'adhésif opposée à celle portant la trame. Dans le cas o le panneau d'affichage lumineux est réalisé cormme illustré sur les figures I et 2, l'oeil 60) de l'observateur capte les faisceaux 16-3 diffractés par transmission. L'observateur doit dans ce cas être positionné du côté de la plaque 20 opposé à sa face 12 qui porte la couche réfléchissante 50. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, le panneau d'affichage lumineux ne comporte pas de deuxième couche rétléchissante 50 sur la seconde face 12 de la plaque 10. L'observateur peutit alors capter les fatisceaux 16-4 diffractés par réflexion sur la face 29 de la première couche 20. Dans ce cas, l'oeil 70 peut être placé de l'autre côté de la plaque 10 par rapport à sa position pour le mode de réalisation selon les figures I et 2. Il est même aussi concevable, à titre d'application possible du palnneau selon l'invention, que la première couche 20 recouvre alors toute la première face 11 de la plaque 10 et permet ainsi d'éclairer, par derrière à la manière d'unile diapositive, une 1 0 image 71 positionnée en regard de la seconde face 12 de la plaque. Le panneau d'affichage lumineux selon l'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans l'éclairage par derrière d'une imraa2e 71 en matière plastique, notamment en PVC ou en polyester, imprimée en couleurs. cormme par exemple représenté sur la figure 3. En ce qui concerne le panneau d'affichage lumineux 1 5 représenté sur les figures 1 et 2, l'image à éclairer peut être disposée entre l'oeil 60 de l'observateur et le panneau lumineux I ou encore être intégrée dans la première couche du panneau. Pour le deuxième mode de réalisation décrit en regard de la figure 3, afin d'augmenter la quantité de lumière 16-4 diffractée par réflexion, il petr être avantageux de recouvrir la face 29 de la première couche 20 par une troisième couche 51 réalisée dans un matériau réfléchissant pour la même longueur d'onde que celle mentionnée ci- avant. REVENDICATIONS 1. Panneau d'affichage lumineux (1) apte à être disposé dans un milieu (2) d'indice optique de valeur ni, caractérisé en ce qu'il comporte: - une plaque (10) réalisée dans un premier matériau transparent pour au moins une longueur d'onde lumineuse dans la bande passante du visible, ledit premier matériau ayant un indice optique de valeur n2 supérieure à la valeur n l, ladite plaque étant délimitée par deux faces planes (Il, 12) sensiblement parallèles présentant un poli sensiblement optique et par une tranche de bordure (13), 1 0 - une source de lumnière visible (14), -des moyens (15)pour coupler ladite source de lumière visible (14) avec la tranche de bordure (13) de ladite plaque (10) de façon quLe les lrayons ( 16) émis par ladite source de lumière visible pénètrent danrs la plaque par cette tranche de bordure (13) et se propagent à l'intérieur de la plaque entre les deux faces planes ( 1 1I 2) principalement I 5 par réflexions totales, et - au moins une première couche (20) réalisée dans un deuxième matériau transparent pour ladite longueur d'onde, ladite première couche étant disposée au contact optique d'une première (Il1) des deux faces planes (Il, 12) de la pll(laqule (10), ledit deuxième matériau ayant un indice optique d'une valeur n13 supérieure a la valeur i 1. 2. Panneau selon la revendication 1. caractérisé en ce qlue la valeur n3 est supérieure à la valeur n2. 3. Panneau selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite première couche (20)) comporte des moyens (40)) pour diffuser la lumière apte à s'y propager. 4. Panneau selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens pour diffuser la lumière apte à se propager dans la première couche (20) sont constitués par un dépoli (41) réalisé sur la face (29) de cette première couche (20) qui n'est pas au contact de la première face (Il 1) de la plaque (10). 5. Panneau selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens pour diffuser la lumière apte à se propager dans la première couche (20) sont constitués par des points de matériaux opaques (42) contenus dans ladite première couche. 6. Panneau selon la revendication 5, caractérisé en ce que les points de matériaux opaques (42) sont constitués par une grille ou trame novée dans ladite première couche (20). 7. Panneau selon l'une des revendications I à 6. caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième couche (50) réalisée dans lun matériau réflé1chissntil pour ladite longueur d'onde et déposée sur la seconde face (12) de lat plaque ( 1()) 8. Panneau selon l'une des revendications 1 I 6, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième couche (51) réalisée dans un matériau rétléchissant pour ladite longueur d'onde et déposée sur la face (29) de la première couche (20) qui n'est pas au contact de la première face (11) de la plaque (10). 9. Panneau selon l'une des revendications 1 8, caractérisé en ce que ladite première couche (20) est constituée par la superposition, l'une sur l'autre, d'au moins deux première et seconde sous-couches (21, 32), ces deux sous-couches étant réalisées, quant à leur épaisseur respective et les matériaux les constituant, de façon que, ensemble, elles soient équivalentes à la première couche. 10. Panneau selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première I 0 sous-couche (21) est disposée au contact optique sur la première face (I I) de la plaque (10). 11. Panneau selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite première sous-couche (21) est constituée par de la colle pennettanit de faire adhérer la seconde sous-couche (32) sur la première face (Il1) de la plaque.