Brevet FR2788158A1 — publié le 20000707

L'invention concerne un panneau d'affichage de messages du type comportant une pluralité d'éléments émetteurs de lumière arrangés en matrice sur une surface d'affichage. Elle concerne plus particulièrement un panneau d'affichage de massages variables, utilisé pour la signalisation routière ou autoroutière. Ces messages doivent pouvoir être lus à grande distance par les usagers des routes. Les éléments émetteurs de lumière doivent donc émettre un faisceau lumineux de forte intensité dans une direction opposée à l'axe de la circulation. En outre, les distances entre deux éléments émetteurs consécutifs doivent être relativement faibles, pour que l'usager ait l'impression de voir une image continue, bien qu'elle soit réalisée sous la forme de points lumineux. En général, les émetteurs de lumière comportent des lampes ou des diodes électroluminescentes qui émettent un faisceau lumineux ayant un angle au sommet nettement supérieur à l'angle du pinceau strictement nécessaire pour la signalisation. Pour obtenir l'intensité lumineuse souhaitée, ces émetteurs de lumière consomment une énergie nettement supérieure à l'énergie lumineuse utile, ce qui entraîne des problèmes de refroidissement du panneau de support des émetteurs de lumière. Pour augmenter le rendement des émetteurs de lumière, on peut utiliser des réflecteurs paraboliques qui réfléchissent le faisceau lumineux émis par l'émetteur de lumière en un pinceau plus étroit, l'émetteur de lumière étant placé au foyer du réflecteur. Mais la présence de ces réflecteurs augmente notablement la distance entre deux émetteurs de lumière, ce qui nuit à la lisibilité du message. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients. L'invention atteint son but par le fait que chaque élément émetteur de lumière est constitué par une première face d'extrémité d'un corps oblong réalisé en un matériau transparent et qui comporte sur sa deuxième face d'extrémité au moins un logement cylindrique dans lequel est placée une source émettrice de lumière, ledit logement présentant un fond ayant une surface interne convexe de manière à concentrer le flux lumineux émis par ladite source et éclairant ledit fond en un faisceau plus étroit dirigé vers la première face d'extrémité, lesdits corps étant disposés en rangs et colonnes et séparés les uns des autres. Avantageusement, la source émettrice de lumière est une diode électroluminescente. Le corps a de préférence une section quadrangulaire selon un plan transversal. Pour permettre le mélange des lumières émises par plusieurs sources lumineuses émettant dans les mêmes gammes de couleurs ou des gammes différentes, le corps comporte, sur sa deuxième face d'extrémité, trois logements cylindriques séparés recevant chacun une source émettrice de lumière. Deux logements sont prévus latéralement près d'un bord de la deuxième face d'extrémité et le troisième logement est prévu dans la zone médiane du bord opposé. Pour améliorer le rendement lumineux, le corps présente un renflement annulaire délimité sur chaque face latérale du corps par deux surfaces planes qui se coupent dans un plan transversal situé entre le fond et la première face d'extrémité, lesdites surfaces étant destinées à réfléchir au moins une partie des rayons lumineux éclairant la paroi cylindrique d'un logement vers la première face d'extrémité. Afin de permettre la fixation du corps dans un orifice d'un support, le corps présente, près de sa première face d'extrémité, des tétons. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue frontale d'une partie d'un panneau d'affichage pour la signalisation routière selon la présente invention; la figure 2 est une coupe verticale selon la ligne II-II de la figure 1, du même panneau; la figure 3 est une coupe à plus grande échelle du panneau de la figure 1 selon un plan vertical; la figure 4 est une coupe selon un plan horizontal du panneau de la figure 1; la figure 5 est une coupe selon un plan vertical représenté par la ligne V-V de la figure 6 d'un ensemble émetteur de lumière et des sources émettrices associées; la figure 6 est une vue de face de l'ensemble émetteur de lumière de la figure 5; la figure 7 est une coupe selon un plan vertical du corps guide de lumière, cette coupe étant prise selon la ligne VII-VII de la figure 8; la figure 8 est une vue frontale, selon la flèche F de la figure 7, du corps guide lumière, et la figure 9 est une coupe du corps guide de lumière selon la ligne IX-IX de la figure 8. Les figures 1 et 2 montrent un panneau d'affichage 1 qui comporte un coffret 2 de forme parallélépipédique, délimité par une paroi avant 3, des parois latérales 4, et une paroi arrière 5 généralement montée pivotante autour d'un axe latéral afin de constituer une porte d'accès à l'intérieur du boîtier 2. Les parois latérales 3 se prolongent vers l'avant du boîtier 2 et supportent un écran 5. Dans la paroi avant 3 sont ménagées une pluralité d'ouvertures 6, de forme carrée ou rectangulaire, dans lesquelles sont disposées les extrémités éclairantes d'éléments émetteurs de lumière 7. Les ouvertures 6 sont disposées en rangs Sa et en colonnes 8b régulièrement espacés les uns des autres de manière à constituer une matrice. L'écran 5 comporte en regard des ouvertures 6, des orifices 8 de forme rectangulaire, délimités sur la face interne 9 de l'écran 5 par des parois inférieures 10 et des parois latérales 11 qui s'étendent vers la paroi avant 3. Les orifices 8 ont des dimensions plus grandes que celles des ouvertures 6, et leurs axes sont décentrés vers le bas par rapport aux axes des ouvertures 6. Ces dimensions sont calculées de telle manière que le flux lumineux émis par chaque élément émetteur de lumière 7 passe par l'orifice 8 correspondant. Le but de l'écran 5 et de ses parois et 11 est d'empêcher l'éclairement des éléments émetteurs de lumière 7 par les rayons solaires. Selon la présente invention, chaque élément émetteur de lumière 7 est formé par la première face d'extrémité 12, globalement plane, d'un corps oblong 13, d'axe X, réalisé en un matériau transparent, du PMMA par exemple, qui présente une section carrée selon des plans transversaux perpendiculaires à l'axe X. Trois logements cylindriques 14a, 14b et 14c débouchent sur la deuxième face d'extrémité 15 du corps oblong 13. Deux de ces logements 14a et 14b débouchent latéralement près du bord inférieur 16 de la deuxième face d'extrémité 15, tandis que le troisième logement 14c débouche dans la zone médiane du bord supérieur 17 de cette deuxième face d'extrémité. Chaque logement comporte un fond 18 qui présente une surface interne convexe de révolution autour d'un axe parallèle à l'axe X. Les fonds 18 sont situés dans un plan transversal P1, et ainsi que cela est clairement montré sur les figures, le corps 13 comporte un renflement annulaire 19 délimité sur chaque face latérale du corps 13 par deux surfaces planes 21 et 22 qui se coupent dans un plan transversal P2 situé entre le plan P1 et la première face d'extrémité 12 du corps 13. Le corps oblong 13 comporte, en outre, sur ses faces inférieure 23 et supérieure 24 près de la première face d'extrémité 12, des tétons et 26 qui viennent en butée sur la face interne d'un manchon 27 délimitant une ouverture 6 de la paroi avant 3 du boîtier 2, et servant de support audit corps 13. La première face d'extrémité 12 est plane et disposée dans un plan faisant un angle de 5 environ avec le plan perpendiculaire à l'axe X. Les corps 13 sont disposés sur la paroi avant 3 du boîtier de telle manière que les faces d'extrémité 12 d'un rang de corps oblongs 13 soient disposées dans un même plan faisant un angle de 50 avec le plan vertical, afin que les rayons lumineux frappant la première face d'extrémité 12 soient réfractés vers le sol. Chacun des trois logements 14a, 14b et 14c loge une diode électroluminescente 30 montée sur un circuit électronique 31 associé à chaque corps oblong 13. Les circuits électroniques 31 sont reliés entre eux par des faisceaux de fils 32 en liaison avec un organe de commande du message à afficher. La plus grande partie de la lumière émise par une diode 30 éclaire le fond 18 du logement correspondant qui, grâce à sa surface convexe, concentre la lumière reçue en un pinceau étroit dirigé vers la première face d'extrémité 12 qui dévie ce pinceau vers le bas. La partie de la lumière émise, qui traverse la paroi cylindrique du logement correspondant, est réfléchie par la surface 21 et éventuellement la surface 22 avant de ressortir par la première face d'extrémité 12. Le corps 13 agit donc comme un guide de lumière qui concentre, en outre, la lumière émise par une diode électroluminescente en un pinceau plus étroit. La forme du corps oblong 13 et les angles des surfaces 21 et 22 par rapport à la direction X sont calculés de telle manière que le rendement lumineux du dispositif soit nettement amélioré. La paroi 21 coupe l'axe X selon un angle de 21,8 environ et la paroi 22 fait un angle de 8,53 avec l'axe X. Le corps 13 opère suivant le principe de multiples réflexions optiques et sa géométrie est étudiée pour qu'un même effet lumineux (ou rendu lumineux) soit obtenu à partir de positions différentes à l'entrée. Ceci permet l'emploi, de façon simultanée, de plusieurs sources émettrices de lumière. Dans le cas de sources sensiblement monochromatiques, le corps 13 peut servir comme un mélangeur de couleur. Des simulations ont permis de constater que, dans le cas d'un corps 13 comportant trois LED placées dans les logements 14a, 14b, 14c tels que décrits ci-dessus, l'intensité émise par chaque diode est pratiquement identique. L'intensité émise par la diode positionnée dans le logement supérieur 14c est au maximum de 2,53 Cd, tandis que l'intensité émise pour chacune des diodes positionnées dans les logements inférieurs 14a, 14b est de 2,59 Cd au maximum. L'écart d'intensité émise entre une LED supérieure et une LED inférieure est de 2,4%. En revanche, si on modélise l'intensité émise par la même diode, sans la présence du corps 13, au moyen du logiciel SPEOS, on obtient une valeur de 1,14 Cd. Le gain en term d'indicatrice d'intensité entre une LED nue et une LED disposée dans le corps 13 tel que décrit ci-dessus est supérieur à 2. De préférence, les diodes électroluminescentes 30 logeant dans les trois logements 14a, 14b et 14c d'un corps 13 émettent dans des couleurs différentes. Les premières faces d'extrémité 12 des corps 13 d'une même rangée 8a sont disposées sensiblement dans un même plan parallèle aux plans des premières faces d'extrémité 12 des corps 13 des autres rangées. REVENDICATIONS 1. Panneau d'affichage de messages du type comportant une pluralité d'éléments émetteurs de lumière (7) arrangés en matrice sur une surface d'affichage (3), caractérisé par le fait que chaque élément émetteur est constitué par une première face d'extrémité (12) d'un corps oblong (13) réalisé en un matériau transparent qui comporte sur sa deuxième face d'extrémité (15) au moins un logement cylindrique (14a, 14b, 14c) dans lequel est placée une source émettrice de lumière (30), ledit logement présentant un fond (18) ayant une surface interne convexe de manière à concentrer le flux lumineux émis par ladite source (30) et éclairant ledit fond (18) en un faisceau plus étroit dirigé vers la première face d'extrémité (12), lesdits corps (13) étant disposés en rangs (8a) et colonnes (8b) et séparés les uns des autres. 2. Panneau selon la revendication, caractérisé par le fait que la source émettrice (30) de lumière est une diode électroluminescente. 3. Panneau selon l'une des revendications i ou 2, caractérisé par le fait que le corps (13) a une section quadrangulaire selon un plan transversal. 4. Panneau selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le corps (13) comporte sur sa deuxième face d'extrémité (15) trois logements (14a, 14b, 14c) cylindriques séparés recevant chacun une source émettrice de lumière (30). 5. Panneau selon la revendication 4, caractérisé par le fait que deux logements (14a, 14b) sont prévus latéralement près d'un bord (16) de la deuxième face d'extrémité (15) et le troisième logement (14c) est prévu près de la zone médiane du bord opposé (17). 6. Panneau selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que les trois sources émettrices de lumière émettent dans des couleurs différentes. 7. Panneau selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait que le corps (13) présente un renflement annulaire (19) délimité sur chaque face latérale du corps (13) par deux surfaces planes (21, 22) qui se coupent dans un plan transversal (P2) situé entre le fond (18) et la première face d'extrémité (12), lesdites surfaces étant destinées à réfléchir au moins une partie des rayons lumineux éclairant la paroi cylindrique d'un logement (14a, 14b, 14c) vers la première face d'extrémité (12). 8. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le corps (13) présente près de sa première face d'extrémité (12) des tétons (25, 26) pour sa fixation dans un orifice (8) d'un support (3). 9. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la première face d'extrémité (12) du corps (13) est plane et fait un angle aigu avec le plan perpendiculaire à l'axe X dudit corps (13). 10. Panneau selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les premières faces d'extrémités (12) des corps (13) d'une même rangée (8a) sont disposées sensiblement dans un même plan parallèle aux plans des premières faces d'extrémité (12) des corps (13) des autres rangées.