Brevet FR2863686A1 — publié le 20050617

La présente invention concerne un feu de signalisation à diodes électroluminescentes. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On sait que pour de multiples raisons, notamment pour réduire la puissance électrique consommée, les feux de signalisation traditionnels à lampes et déflecteurs sont de plus en plus fréquemment remplacés par des feux de signalisation dont le faisceau lumineux est émis par une matrice de diodes électroluminescentes montées dans un boîtier qui est fermé par une lentille frontale. On sait également que, pour être convenablement perçu par les usagers des voies de circulation sur les-quelles les feux de signalisation sont implantés, il est nécessaire que le faisceau émis par la matrice de diodes soit convenablement concentré, dévié, et dispersé, aussi bien dans un plan vertical que dans un plan horizontal. En outre, il est nécessaire de prévoir des dispositions pour éviter un effet fantôme, c'est-à-dire une illusion d'allumage du feu obtenue lorsque le feu de signalisation est éclairé par le soleil sous une faible incidence. OBJET DE L'INVENTION Le but de l'invention est de proposer un feu de signalisation ayant une structure minimisant l'effet fantôme, de préférence en améliorant également le rendement de transmission lumineux. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention un feu de signalisation comportant un boîtier fermé par une lentille frontale et dans lequel sont disposées une plaque support portant des diodes électroluminescentes, une plaque de collimation transparente interposée entre les diodes électroluminescentes et la lentille frontale et comportant des lentilles de diffusion sur une face tournée vers la lentille frontale, et un masque anti-fantôme interposé entre la plaque de col- limation et la lentille frontale et comportant des segments opaques délimitant des fentes s'étendant selon une direction correspondante aux lentilles de diffusion. Ainsi, par une orientation appropriée des len- tilles de diffusion et des fentes du masque anti-fantôme, on assure tout à la fois une bonne transmission du faisceau lumineux dans les directions recherchées et une élimination des reflets parasites dans ces mêmes directions. Selon un autre aspect de l'invention, les len- _tilles de diffusion comprennent des nervures cylindriques, de préférence verticales et ayant un contour de base en arc de cercle, s'étendant parallèlement les unes aux autres. On assure ainsi une diffusion homogène dans un plan perpendiculaire à la direction des nervures cy- lindriques tout en minimisant l'effet fantôme dans le plan où il est le plus gênant, c'est-à-dire dans un plan présentant une faible incidence avec un plan horizontal. Selon une version avantageuse de l'invention, la plaque de collimation comporte des lentilles de collima- tion sur une face tournée vers les diodes électroluminescentes. Ainsi, par une répartition des fonctions sur les deux faces de la plaque de collimation, il est possible de réaliser chaque fonction en utilisant des lentilles de forme simple, c'est-à-dire d'un faible coût de réalisation, et ayant un excellent rendement de transmission de sorte que le rendement de transmission global se trouve amélioré. De préférence, les lentilles de collimation sont des lentilles de révolution individuelles asphériques disposées en regard des diodes électroluminescentes. Ain-si, le faisceau émis par les diodes électroluminescentes est immédiatement concentré selon un faisceau parallèle avec un rendement de transmission important. De préférence, des lentilles de collimation ont un axe de révolution décalé par rapport à un axe de révolution de la diode électroluminescente correspondante. On obtient ainsi un faisceau parallèle qui est dévié selon un angle correspondant à la distance entre les axes de révolution de sorte que la déviation recherchée est obtenue par une simple détermination de la distance de décalage entre les axes de révolution. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré non limitatif de l'invention en relation avec les figures ci-jointes parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée du feu de signalisation selon l'invention, - la figure 2 est une vue de face partielle de la plaque de collimation du côté tourné vers la lentille frontale, - la figure 3 est une vue en coupe agrandie d'une lentille de collimation et des lentilles de diffusion correspondantes selon la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe partielle agrandie du masque anti- fantôme selon la ligne IV-IV de la figure 1, - la figure 5 est une représentation schématique du feu selon l'invention illustrant le traitement dans un plan vertical du faisceau lumineux émis par une diode, - la figure 6 est une vue schématique analogue à celle de la figure 5 illustrant le traitement dans un plan horizontal du faisceau lumineux émis par une diode. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures, le feu de signalisation selon l'invention comporte de façon connue en soi un boî-35 tier 1 fermé par une lentille frontale 2 et contenant une plaque support 3 supportant des diodes électroluminescentes 4. De façon également connue en soi la plaque support 3 est de préférence un circuit imprimé relié à un organe de contrôle (non représenté) assurant un allumage et une extinction des diodes électroluminescentes 4. Selon l'invention, le feu de signalisation comporte en outre une plaque de collimation 5. La plaque de collimation 5 a une face pourvue de lentilles de collimation 6 tournées vers les diodes électroluminescentes 4, et une face opposée pourvue de lentilles de diffusion 7. Dans le mode de réalisation préféré illustré, chaque lentille de collimation 6 correspond à une diode électroluminescente 4 et a une surface en forme de paraboloïde dont l'axe de révolution 8 est dans le même plan vertical que l'axe de révolution 9 de la diode électroluminescente 4 correspondante et s'étend parallèlement à celui-ci mais est décalé vers le bas d'une distance d (voir figures 5 et 6). Les lentilles de collimation 6 as-surent ainsi non seulement une mise en parallèle du fais- ceau émis par la diode électroluminescente 4 mais égale-ment une déviation du faisceau parallèle vers le bas comme illustré sur la figure 5. Les lentilles de collimation 6 sont accolées les unes aux autres et présentent un contour hexagonal qui correspond à la disposition des diodes électroluminescentes 4 sur la plaque support 3. La face de la plaque de collimation 5 tournée vers les diodes électroluminescentes 4 ne comporte donc aucune arête saillante pouvant provoquer une diffusion parasite de la lumière émise par une source externe. Dans le mode de réalisation illustré, les lentilles de diffusion 7 sont constituées par des nervures cylindriques verticales ayant un contour de base en arc de cercle de sorte que le faisceau sortant de la plaque de collimation 5 reste un faisceau parallèle dans un plan vertical (figure 5) mais devient un faisceau convergent dans un plan horizontal (figure 6), ce faisceau devenant divergent au-delà du foyer 10 des lentilles de diffusion 7. Pour une plus grande homogénéité du faisceau sortant, la plaque de collimation 5 comporte de préférence une multiplicité de lentilles de diffusion 7 pour une même lentille de collimation 6. On notera également que les nervures cylindriques 7 sont accolées les unes aux autres et s'étendent de façon continue sur toute la hauteur de la plaque de collimation 5 de sorte que sur la face de diffusion la plaque de collimation ne comporte pas non plus d'arête saillante risquant d'engendrer des diffusions parasites. La plaque de collimation 5 est de préférence réalisée par injection à partir d'une matière plastique transparente. Selon un autre aspect de l'invention le feu de signalisation comporte un masque anti-fantôme 11 disposé entre la plaque de collimation 5 et la lentille frontale 2. Dans le mode de réalisation illustré le masque antifantôme 11 est une plaque ajourée comportant une série d'ouvertures 12 correspondant chacune au faisceau sortant de la plaque de collimation 5 émis par une diode électroluminescente 4. L'écran anti-fantôme 11 est disposé parallèlement à la plaque de collimation 5 à une distance de celle-ci correspondant à la distance des foyers 10 des lentilles de diffusion 7 (figure 6). Chaque ouverture 12 comporte une série de barreaux verticaux 13 espacés les uns des autres pour délimiter des fentes verticales 14 ayant une largeur juste suffisante pour laisser passer les faisceaux convergents-divergents provenant des lentilles de diffusion 7 (figure 6). De préférence, la distance entre les lentilles de diffusion cylindrique 7 et les lentilles de collimation 6 est adaptée pour qu'un faisceau parasite qui parviendrait à traverser les lentilles de diffusion 7 et à se réfléchir sur les lentilles de collimation 6 ne puisse pas se focaliser dans les fentes 14 du masque anti-fantôme. L'effet fantôme est donc encore réduit par cette disposition. Le masque anti-fantôme 11 peut être réalisé par injection à partir d'une matière plastique opaque, de préférence une matière noire de sorte que le feu apparaît noir à un usager lorsque les diodes électroluminescentes 4 sont éteintes. On notera à ce propos que la lentille frontale 2 du feu de signalisation selon l'invention peut être transparente claire, c'est-àdire non teintée, sans augmenter le risque d'un effet fantôme. Le rendement de transmission est donc augmenté par rapport aux feux de signalisation qui utilisent une lentille frontale teintée pour obtenir des réflexions réduisant l'effet fantôme. De préférence, la lentille frontale 2 comporte quelques nervures 15 pour assurer une diffusion selon des orientations qui ne seraient pas atteintes par le faisceau diffusé par les lentilles de diffusion 7. Le nombre de ner- vures 15 est toutefois très inférieur au nombre de nervures habituellement nécessaires pour assurer une diffusion satisfaisante dans les feux de signalisation traditionnels. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation préféré décrit et est susceptible de variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, bien que le masque ait été illustré sous forme d'une plaque opaque ajourée, il peut éga- lement être réalisé sous forme d'une plaque transparente sur laquelle les fentes 14 sont délimitées par des bandes opaques imprimées par sérigraphie, ou sous forme d'une plaque métallique usinée ou gravée. On peut en outre minimiser encore l'effet fantôme en ajoutant des reliefs réfléchissants sur la face du masque 11 tournée vers la lentille frontale 2. Bien que les lentilles de diffusion aient été décrites sous forme de nervures cylindriques, elles peuvent être réalisées selon des lentilles ponctuelles disposées selon des rangées auxquelles correspondent les fentes du masque anti-fantôme. Bien que les nervures cylindriques 7 aient été décrites avec un contour de base en arc de cercle, on peut prévoir des formes différentes en vue d'obtenir une diffusion particulière des faisceaux lumineux. Bien que les lentilles, de collimation aient été décrites avec une forme parabolique qui assure un rende-ment de transmission optimum, on peut réaliser des lentilles de collimation ayant une forme asphérique voire même une forme sphérique sans sortir du cadre de l'invention. Bien que la déviation vers le bas soit obtenue avec un rendement optimum avec un axe de la lentille de collimation parallèle à l'axe de la diode correspondante, on peut également obtenir une déviation en inclinant l'axe de la lentille de collimation mais le rendement de transmission est réduit. Bien que l'invention ait été décrite avec une déviation du faisceau parallèle dans un plan vertical sui-vie d'une diffusion dans un plan horizontal, ces direc- tions ne sont pas limitatives et peuvent être adaptées aux conditions d'utilisation de chaque feu afin de privilégier un angle d'observation du feu. REVENDICATIONS 1. Feu de signalisation comportant un boîtier (1) fermé par une lentille frontale (2) et dans lequel est montée une plaque support (3) portant des diodes électroluminescentes (4), caractérisé en ce qu'il comporte une plaque de collimation (5) transparente interposée entre les diodes électroluminescentes (4) et la lentille frontale (2) et comportant des lentilles de diffusion (7) sur une face tournée vers la lentille frontale (2), et un masque anti-fantôme (11) interposé entre la plaque de collimation et la lentille frontale et comportant des segments opaques (13) délimitant des fentes (14) s'étendant selon une direction correspondante aux lentilles de diffusion (7). 2. Feu de signalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fentes du masque anti-fantôme s'étendent selon une direction verticale. 3. Feu de signalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lentilles de diffusion comportent des nervures cylindres (7) s'étendant parallèlement les unes aux autres. 4. Feu de signalisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les nervures cylindriques (7) ont un contour de base en arc de cercle. 5. Feu de signalisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fentes (14) du masque s'étendent parallèlement aux nervures cylindriques (7). 6. Feu de signalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le masque (11) est disposé à une distance (d) de la plaque de collimation correspondant à un plan de foyers (10) des lentilles de diffusion (7). 7. Feu de signalisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le masque (11) comporte des bar- reaux (13) ayant une section en forme losange. 8. Feu de signalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fentes (14) sont délimitées par des ouvertures (12) correspondant chacune à un faisceau issu d'une diode électroluminescente (4). 9. Feu de signalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de collimation (5) com- porte des lentilles de collimation (6) sur une face tour- née vers les diodes électroluminescentes. 10. Feu de signalisation selon la revendication 10.9, caractérisé en ce que les lentilles de collimation (6) sont des lentilles de révolution individuelles asphériques disposées en regard des diodes électroluminescentes (4). 11. Feu de signalisation selon la revendication 10, caractérisé en ce que les lentilles de collimation (6) ont un axe de révolution (8) décalé par rapport à un axe de révolution (9) de la diode électroluminescente (4) correspondante. 12. Feu de signalisation selon la revendication 9, caractérisé en ce que les lentilles de collimation (6) sont accolées les unes aux autres. 13. Feu de signalisation selon la revendication 9, caractérisé en ce que les lentilles de diffusion (7) sont séparées des lentilles de collimation (6) d'une dis- tance adaptée pour qu'un faisceau parasite entrant qui parviendrait à traverser les lentilles de diffusion (7) et à se réfléchir sur les lentilles de collimation (6) ne puisse pas se focaliser sur les fentes (14) du masque (11).