Brevet FR2898722A1 — publié le 20070921

La présente invention concerne un dispositif d'affichage routier par points lumineux d'au moins un signe prédéfini sur un panneau de signalisation. Elle a des applications dans le domaine de la signalisation optique et, par exemple, routière, aérienne, ferroviaire, maritime et plus généralement dans tous les cas où des signes ou messages lumineux prédéfinis statiques doivent être affichés. On connaît des dispositifs d'affichages de signaux routiers par points lumineux mettant en oeuvre des fibres optiques dont les extrémités de sortie forment les points du signe et dont les entrées réunies en une entrée unique de faisceau (ou harnais) sont éclairées par des lampes halogènes permettant de produire un flux lumineux suffisant pour permettre une lisibilité à distance dans toutes les conditions environnementales possibles dont le jour, la pluie et le brouillard. Toutefois la durée de vie des lampes halogènes est relativement courte, environ 3000 heures ce qui nécessite des interventions pour remplacement fréquentes dans des conditions pouvant être dangereuses (panneau en hauteur, circulation automobile...). Il a donc été proposé de mettre en oeuvre deux lampes pour éclairage de l'entrée du faisceau, une seule lampe fonctionnant à la fois et l'une prenant le relais de l'autre lorsque cette dernière n'est plus fonctionnelle. Il en résulte un allongement de la périodicité des remplacements mais avec un coût de mise en oeuvre supérieur du fait des dispositifs complémentaires nécessaire de commutation et de renvoi de faisceau lumineux. De plus, pour éviter les pertes d'énergie lumineuse, ces lampes halogènes, de surface relativement grandes doivent être chacune couplée à un ou deux faisceaux de fibres à l'aide d'une lame semi-transparente. Pour résoudre ce type de difficulté une autre solution a été de remplacer ces dispositifs à fibres optiques par des diodes électroluminescentes directement placées sur le panneau d'affichage, chaque diode électroluminescente formant un point du signe. On obtient ainsi un gain important en ce qui concerne la maintenance puisque la durée de vie typique d'une diode électroluminescente est d'environ 100000 heures. Toutefois, si on évite l'utilisation de la fibre optique qui nécessite un câblage particulier, on doit procéder au câblage électrique des diodes, ce qui nécessite des opérations d'assemblage fastidieuses voire dangereuses (soudures). De plus, les diodes électroluminescentes étant généralement au moins en partie câblées en série et ces opérations d'assemblage pouvant détériorer une diode (chauffage excessif lors du soudage par exemple) ou une diode d'un lot pouvant être défectueuse, le risque de réalisation d'un panneau défectueux est augmenté. Soulignons également que dans ce cas, chaque signe à visualiser fait l'objet d'un câblage particulier difficilement modifiable. Cette dernière solution présente donc encore des inconvénients et la présente invention propose une solution évitant la plupart ou tous les inconvénients de ces solutions antérieures en utilisant une seule diode électroluminescente pour éclairage d'un faisceau de fibres optiques. Ainsi l'invention concerne un dispositif d'affichage routier par points lumineux d'au moins un signe prédéfini sur un panneau de signalisation, le dispositif comportant au moins un faisceau de fibres optiques par signe et une source d'éclairage électrique par faisceau, l'entrée du faisceau correspondant à une partie commune regroupant les fibres étant éclairée par la source, la lumière véhiculée par les fibres sortant aux extrémités de sortie des fibres en formant les points lumineux du signe sur le panneau. Selon l'invention, la source d'éclairage est une diode électroluminescente et un dispositif optique d'adaptation est disposé entre la diode électroluminescente et l'entrée du faisceau, ledit dispositif optique d'adaptation sensiblement cylindrique comportant deux parties coniques contiguës par leurs bases élargies, le sommet de sortie du dispositif optique d'adaptation disposé contre l'entrée du faisceau étant plan et le sommet d'entrée du dispositif optique d'adaptation disposé contre la diode électroluminescente comportant une cavité de forme complémentaire de la forme de ladite diode électroluminescente. Ainsi, il a été possible de coupler un faisceau de fibres optiques offrant une grande souplesse d'utilisation et de montage dans leur application au dispositif de signalisation routière, à une diode électroluminescente dont la surface de source est faible. On obtient ainsi un dispositif simple, facile à configurer et ayant une excellente durée de vie. Dans divers modes de mise en oeuvre de l'invention, les moyens suivants pouvant être utilisés seuls ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont employés : - la diode électroluminescente produit un éclairage dont le spectre est choisi parmi une couleur du spectre visible ou une combinaison de couleurs du spectre visible dont le blanc, (le terme couleur correspond à une longueur d'onde particulière du spectre visible, en pratique une bande étroite d'émission photonique) - la diode électroluminescente peut émettre un éclairage selon au moins deux spectres en fonction de la tension envoyée dans la diode électroluminescente, (par exemple fonction de la polarité de la tension ou en fonction du niveau de la tension ou parce qu'il existe plusieurs sources dans la diode électroluminescente avec pour chacune une commande en tension spécifique) - le signe à afficher comporte au moins deux ensembles de points lumineux, chacun des ensembles ayant un spectre d'éclairage spécifique et différent des autres et pour chaque ensemble on met en oeuvre une diode électroluminescente, un dispositif optique d'adaptation et un faisceau, - la diode électroluminescente produit un flux lumineux tel et le dispositif optique d'adaptation est tel qu'un flux lumineux d'au moins 50 lumens est envoyé dans le faisceau, - chaque fibre optique du faisceau est composée d'un ensemble de microfibres optiques continues et parallèles entre-elles, - les fibres optiques du faisceau sont souples, - le dispositif optique d'adaptation est dans une matière plastique optiquement transparente pour le spectre d'éclairage, - le dispositif d'optique d'adaptation est dans une matière plastique optiquement translucide pour le spectre d'éclairage, - le dispositif optique d'adaptation est accolé contre la diode électroluminescente, - le dispositif optique d'adaptation accolé contre la diode électroluminescente est en outre collé contre la diode électroluminescente, - la colle est optiquement neutre pour le spectre d'éclairage, - une couche réfléchissante est disposée en périphérie du dispositif optique d'adaptation, - la matière plastique du dispositif optique d'adaptation présente une conductivité thermique et forme un radiateur thermique de la diode électroluminescente, - le dispositif optique d'adaptation formant un radiateur thermique comporte en outre en périphérie des ailettes, - un gradient optique est réalisé entre le dispositif optique proprement dit et les ailettes afin d'au moins réduire l'éclairage envoyé dans les ailettes, - le gradient optique est une couche métallique réflectrice, - un moyen d'évacuation thermique est en outre disposé contre le dispositif optique d'adaptation, - le moyen d'évacuation thermique est un radiateur métallique. L'invention concerne également un dispositif optique adaptateur avec fonction de radiateur thermique notamment du fait de la conductivité thermique du matériau mis en oeuvre. La présente invention va maintenant être exemplifiée sans pour autant en être limitée avec la description qui suit en relation avec la figure suivante: la Figure 1 qui représente le dispositif de l'invention en vue éclatée et en coupe. Le dispositif 1 comporte une source lumineuse sous forme d'une diode électroluminescente 2 alimentée électriquement par des moyens d'alimentation classiques avec notamment régulation électrique, voire commutation au cas où le signe doit être allumé ou éteint à volonté. En sortie de la diode 2 on dispose un dispositif optique d'adaptation 3 dont la face d'entrée (sommet de cône amont) 30 est complémentaire de la diode 2 et la face de sortie (sommet de cône aval) 31 est plane et contre la face d'entrée 40 plane d'un faisceau 4 de fibres optiques souples sont les sorties 42 sont disposées à travers un panneau d'affichage 5 pour former des points d'un signe à afficher. De préférence, le dispositif optique d'adaptation est accolé contre la diode et forme un moyen d'évacuation (éventuellement complémentaire de ceux de la diode électroluminescente) thermique de la chaleur produite dans la diode. La forme bicônique du dispositif optique d'adaptation permet par réflexion interne la transmission au faisceau de la quasi-totalité du flux lumineux produit par la diode électroluminescente. Le dispositif optique d'adaptation peut comporter en outre en périphérie un revêtement réflecteur améliorant le renvoi du flux lumineux vers le faisceau. Des moyens d'évacuation thermique complémentaires peuvent être mis en oeuvre sur le dispositif optique d'adaptation à type d'ailettes ou de radiateur rapporté notamment métallique. A titre d'exemple de diode électroluminescente utilisable on peut citer les diodes de la société LUMILEDS de la série LUXEON V STAR . Pour le dispositif optique d'adaptation on utilise une matière permettant la transmission de la lumière produite par la diode. Si, de préférence, on utilise une matière plastique qui se travaille facilement (notamment par moulage), on peut néanmoins utiliser d'autres matériaux comme le verre ou des équivalents. A titre d'exemple non limitatif de matières plastiques on peut citer les suivantes (on prendra celles permettant la transmission de la lumière : transparente, voire translucide) avec pour chacune leur densité en kg/m3 et leur conductivité thermique en W/(m.k) avec pour référence le verre sodique 2500kg/m3 1,0 W/(m.k) - PMMA (polyméthylméthacrylate) 1180kg/m3 0,18W/(m.k) - Polycarbonates, 1200kg/m3 0,20W/(m.k) - Polyamide (nylon ) 1150kg/m3 0,25W/(m.k) - Polyamide 6.6 + 25% de fibres de verre 1450kg/m3 0,30W/(m.k) - Polyethylene HD, 980kg/m3 0,50W/(m.k) - Polyethylene LD, 920kg/m3 0,33W/(m.k) - Polypropylène, 910kg/m3 0,22W/(m.k). Ces valeurs sont à comparer à celle de l'air qui est d'environ 0.026 W/(m.K). On doit noter que pour renforcer les capacités de conduction thermique, il est possible d'incorporer à ces matières des composés notamment métalliques et/ou autres charges dans la limite où la transmission de la lumière n'en est pas affectée d'une manière trop importante. Il est également possible de mettre en oeuvre des colorants dans la matière plastique. Le dispositif 1 simplifié représenté à la Figure 1 ne met en oeuvre qu'un faisceau pour un signe unique de couleur(s) unique(s) car éclairé par une seule diode électroluminescente 2 mais on comprend qu'en fonction du/des signes à afficher, on peut mettre en oeuvre plusieurs diodes et faisceaux pour un seul signe ou une seule diode et un seul faisceau en commun à plusieurs signes ou toutes autres combinaisons techniquement possibles. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) d'affichage routier par points lumineux d'au moins un signe prédéfini sur un panneau de signalisation (5), le dispositif comportant au moins un faisceau (4) de fibres optiques (41) par signe et une source d'éclairage électrique par faisceau, l'entrée (40) du faisceau correspondant à une partie commune regroupant les fibres étant éclairée par la source, la lumière véhiculée par les fibres sortant aux extrémités de sortie (42) des fibres (41) en formant les points lumineux du signe sur le panneau, caractérisé en ce que la source d'éclairage est une diode électroluminescente (2) et qu'un dispositif optique d'adaptation (3) est disposé entre la diode électroluminescente (2) et l'entrée (40) du faisceau, ledit dispositif optique d'adaptation sensiblement cylindrique comportant deux parties coniques contiguës par leurs bases élargies, le sommet de sortie (31) du dispositif optique d'adaptation disposé contre l'entrée du faisceau étant plan et le sommet d'entrée (30) du dispositif optique d'adaptation disposé contre la diode électroluminescente comportant une cavité de forme complémentaire de la forme de ladite diode électroluminescente. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la diode électroluminescente produit un éclairage dont le spectre est choisi parmi une couleur du spectre visible ou une combinaison de couleurs du spectre visible dont le blanc. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la diode électroluminescente peut émettre un éclairage selon au moins deux spectres en fonction de la tension envoyée dans la diode électroluminescente. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le signe à afficher comporte au moins deux ensembles de points lumineux, chacun des ensembles ayant un spectre d'éclairage spécifique et différent des autres et en ce que pour chaque ensemble on met en oeuvre une diode électroluminescente, un dispositif optique d'adaptation et un faisceau 5. Dispositif selon l'une précédentes, caractérisé en ce produit un flux lumineux tel et est tel qu'un flux lumineux d'au le faisceau. 6. Dispositif selon l'une précédentes, caractérisé en ce faisceau (4) est composée d'un continues et parallèles entre-elles, les fibres optiques du faisceau étant souples. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif optique d'adaptation est dans une matière plastique optiquement transparente pour le spectre d'éclairage. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif optique d'adaptation est accolé contre la diode électroluminescente. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la matière plastique du dispositif optique d'adaptation présente une conductivité thermique et forme un radiateur thermique de la diode électroluminescente. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce 25 qu'un moyen d'évacuation thermique est en outre disposé contre le dispositif optique d'adaptation. quelconque des revendications que la diode électroluminescente le dispositif optique d'adaptation moins 50 lumens est envoyé dans quelconque des revendications que chaque fibre optique (41) du ensemble de microfibres optiques