Brevet FR2923917A1 — publié le 20090522

La présente invention concerne un nouveau substrat optique transparent, son procédé d'obtention, et son application comme oculaire. Des oculaires dans la masse desquels, ou à la surface desquels sont disposées des paillettes sont connus ; les paillettes utilisées sont opaques et sont davantage destinées à la décoration de l'oculaire puisqu'elles peuvent par exemple être disposées sur les branches de lunettes. De même il est connu des lentilles de contact dont la partie recouvrant l'iris est dotée de paillettes donnant auxdites lentilles de contact un effet purement décoratif, lesdites paillettes étant absentes du champ visuel de l'utilisateur. La présente invention procède d'une toute autre approche ; les éléments intégrés dans le substrat sont destinés à produire un effet visuel lumineux spécifique tel que brillance et/ou scintillement, le côté purement décoratif n'est pas l'objectif premier recherché dans la présente invention. Au sens de la présente invention, on entend par substrat optique un matériau destiné à être regardé par transparence par un utilisateur ; le matériau auquel il est fait référence dans la présente description est du type généralement utilisé dans les domaines de l'optique et peut ainsi consister en du verre minéral ou une matière organique telle que du polycarbonate, du polyamide,,ou bien une résine thermoplastique ou thermodurcissable. Ce substrat pourra ainsi se présenter sous forme d'un écran, mais pourra aussi avantageusement consister en un oculaire. Au sens de la présente invention, un oculaire est un élément d'optique destiné à être placé devant les yeux d'un utilisateur, qu'il s'agisse par exemple de verres de lunettes, notamment de lunettes solaires, ou bien de visières de masques ou de casques, par exemple à usage sportif ou professionnel, mais aussi dans la protection des motards ou des motocyclistes. Ainsi, les verres de lunettes auxquels la présente description fait référence peuvent-ils être solaires ou non et/ou correcteurs ou non, la présente invention concernant également les verres ophtalmiques. De façon plus précise, le substrat optique selon la présente invention, du type composé d'un matériau dans lequel sont répartis des éléments transparents ayant éventuellement subi un traitement de surface les rendant davantage réfléchissants à la lumière, est caractérisé en ce que lesdits éléments sont répartis - 2 dans le volume dudit substrat, y compris dans le champ visuel de l'utilisateur dudit substrat. Avantageusement, lesdits éléments ont une forme oblongue ayant une largeur comprise entre 10 et 30 microns et une longueur comprise entre 100 et 300 microns, pour une épaisseur de 0,5 à 1,5 micron. Préférentiellement, lesdits éléments ont une largeur de 20 microns et une longueur de 200 microns, l'épaisseur étant de 1 micron. Selon un mode préférentiel de l'invention lesdits éléments seront en borosilicate de calcium et d'aluminium. De façon préférentielle, le traitement de surface consistera en un dépôt d'oxydes métalliques. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, référence étant faite aux figures parmi lesquelles : - la figure 1 représente en coupe un substrat traditionnel, -la figure 2 représente en coupe un substrat selon la présente invention, et - la figure 3 représente en coupe un substrat selon une variante d'exécution de la présente invention. La figure 1 représente en coupe un substrat traditionnel (1) sur lequel vient frapper une lumière incidente (2) et qui laisse passer une lumière transmise (3). Une partie de la lumière (2) sera absorbée par les éventuels pigments / colorants contenus dans le substrat (1). La figure 2 représente en coupe un substrat (4) selon la présente invention dans lequel sont répartis des éléments (5) transparents ayant subi un traitement de surface afin de les rendre davantage réfléchissants à la lumière, de sorte que la lumière incidente (6) se trouve en partie réfléchie (7) et en partie transmise (8), une autre partie de cette lumière incidente (6) se trouvant par ailleurs absorbée par les pigments / colorants lorsque ledit substrat (4) en contient. La figure 3 représente en coupe un substrat selon une variante d'exécution ; selon cette variante, le substrat globalement référencé (4') se compose de deux couches (9), (10) réalisées chacune en un matériau tel que défini précédemment, et où la répartition des éléments (5) n'est plus homogène dans le volume du substrat ainsi que cela était représenté à la figure 2. Dans l'exemple représenté à la figure 3, les éléments (5) sont regroupés dans la couche -3 (9), c'est-à-dire la partie du substrat se situant du côté de l'observateur, la couche (10) étant située du côté de l'utilisateur. Le matériau constituant la couche (9) peut être identique dans sa composition au matériau constituant la couche (10), mais ces matériaux peuvent également être de compositions différentes. Diverses variantes sont possibles sans pour autant sortir du cadre de la présente invention ; selon une variante non illustrée ici, le substrat peut comporter plus de deux couches. De même, les éléments (5) peuvent être regroupés dans une seule couche comme cela est représenté à la figure 3, mais il est aussi possible de réaliser des substrats à plusieurs couches où la concentration est différente d'une couche à l'autre, sans pour autant que lesdits éléments (5) soient regroupés dans une seule couche ; il est également possible de prévoir des éléments (5) dont la nature varie selon la couche dans laquelle ils se trouvent. L'orientation des éléments (5) est aléatoire, de sorte que chaque élément va réfléchir la lumière incidente (6) dans une direction privilégiée représentée par les flèches (7). Grâce à cet agencement, un observateur se trouvant sur le trajet de la lumière réfléchie (7) percevra un effet visuel lumineux lorsque la lumière incidente (6) sera de moyenne ou de forte intensité, telle que celle provenant du soleil ou d'une lampe halogène. En l'absence d'une telle lumière moyenne ou de forte intensité, les éléments (5) ne seront pas visibles par un observateur, de sorte que lesdits éléments n'apporteront aucun aspect décoratif au substrat selon la présente invention. Cet effet visuel lumineux sera un effet de brillance, mais pourra se transformer en un effet de scintillement lorsque la position dudit observateur variera par rapport au substrat (4). Ainsi, l'effet dépendra à la fois de l'angle d'incidence de la lumière (6) et de la position dudit observateur. Toutefois, il sera également possible d'obtenir au niveau du substrat selon l'invention un effet de brillance et/ou de scintillement tel que précédemment défini, même pour des lumières de moins forte intensité que ce qui a été décrit plus haut, en augmentant la taille des éléments (5). Les caractéristiques des éléments (5) sont choisies de telle sorte qu'en transmission lesdits éléments ne sont pas visibles à l'oeil nu, la lumière transmise (8) étant la même que celle transmise par le substrat sans éléments illustré à la figure 1 ; en revanche, en réflexion, lesdits éléments (5) sont rendus visibles par réflexion de la lumière incidente (6) sur lesdits éléments (5). Ainsi, lorsque ledit substrat (4) constitue un oculaire tel que précédemment défini, l'effet visuel -4 lumineux est imperceptible pour le porteur dudit oculaire. Il est en effet essentiel que l'utilisateur ne soit pas gêné par la présence de ces éléments (5) alors même que des éléments (5) se trouvent dans son champ visuel. En outre, la transmission de la lumière à travers le substrat (4) ne sera pas significativement modifiée par les éléments (5). Pour répondre à ces différentes exigences, ces éléments (5) sont réalisés en un matériau transparent, tel que le borosilicate de calcium et d'aluminium, ayant éventuellement subi un traitement de surface par exemple grâce à un dépôt d'oxydes métalliques, tels que notamment TiO2 ou SnO2. Ce traitement peut également consister en un dépôt de métal, de métalloïde, ou d'oxyde de métalloïde tel que SiO2 ; selon la couleur que l'on souhaite voir donner au scintillement, on choisira le ou les produits appropriés (métaux, métalloïde ou leurs oxydes), ledit scintillement pouvant être, selon le choix desdits produits, de couleur cuivre, or, bleue, verte, rouge, turquoise, rose ou blanche. Cette couleur variera selon l'épaisseur de la ou des couches desdits produits choisis ; elle variera également selon le nombre de couches appliquées utilisant divers de ces produits. Le traitement de surface précité est nécessaire lorsque les éléments (5) ne sont pas par eux-mêmes réfléchissants ; il est également apparu intéressant de faire subir un tel traitement de surface aux éléments (5) qui sont déjà réfléchissants en eux-mêmes, mais pour lesquels on souhaite encore renforcer ce caractère réfléchissant à la lumière. Selon la présente invention, les éléments (5) ont une forme oblongue dont la largeur se situe avantageusement entre 10 et 30 microns, préférentiellement de l'ordre de 20 microns, et dont la longueur se situe avantageusement entre 100 et 300 microns, préférentiellement de l'ordre de 200 microns. L'épaisseur de tels éléments (5) se situe avantageusement entre 0,5 et 1,5 micron, et est préférentiellement de l'ordre de 1 micron. En outre, la concentration de ces éléments au sein dudit substrat se situe entre quelques ppm (parties par million) et quelques dizaines de ppm ; selon une variante préférée de l'invention, ladite concentration est de l'ordre de la dizaine de ppm. La présente invention concerne également un procédé d'obtention du substrat faisant l'objet de la présente description. Typiquement, les éléments (5) décrits ci-dessus sont mélangés à des granulés de matière plastique et, éventuellement, à des pigments / colorants. Le mélange ainsi obtenu est fondu, puis injecté dans un moule adéquat. Selon un autre mode de réalisation, les éléments (5) sont mélangés à une résine thermoplastique ou thermodurcissable, des pigments / colorants pouvant être ajoutés, le mélange étant ensuite coulé ou moulé dans un moule adéquat. Selon un mode de réalisation encore différent correspondant à un substrat composé de plusieurs couches ainsi que précédemment décrit et par exemple illustré à la figure 3, on procédera à la réalisation d'une première couche selon l'un des procédés décrits ci-dessus, puis une deuxième couche également obtenue selon l'un desdits procédés sera surmoulée à ladite première couche, l'opération pouvant d'ailleurs être renouvelée en fonction du nombre de couches souhaitées. Selon le cas, les éléments (5) seront présents ou non dans chacune des couches, avec la même concentration ou une concentration différente. Lorsque le matériau faisant l'objet de la présente invention est un oculaire tel que prédéfini, les caractéristiques des éléments (5) û c'est-à-dire leur taille, leur forme, leur composition et leur concentration, telles que ces caractéristiques ont été décrites plus haut à titre préférentiel û tiennent compte de la teinte dudit oculaire, de son épaisseur, et de son éventuel traitement de surface, de façon à ce que l'oculaire final respecte les normes solaires. Ainsi, les oculaires selon la présente invention intégrés par exemple dans des lunettes solaires respectent les limitations de diffusion lumineuse, n'altèrent pas la vision du porteur et sont adaptés à la conduite automobile ; de façon plus générale, ces oculaires satisfont aux mêmes exigences que les oculaires solaires standards. De même, les oculaires selon la présente invention répondent aux caractéristiques décrites ci-dessus et satisfont toutes les normes relatives aux oculaires solaires, en particulier s'agissant de la lumière diffusée selon la norme EN 1836:2006 qui constitue le principal défaut des oculaires contenant des inclusions classiques, de tels oculaires ne répondant pas auxdites normes relatives aux oculaires solaires. De façon plus générale, les oculaires réalisés selon la présente invention répondent aux normes françaises et internationales de � Protection de l'oeil �. D'autres variantes pourront être envisagées pour les oculaires ou autres substrats selon la présente invention ; ainsi, selon l'une de ces variantes concernant les oculaires, un traitement de surface desdits oculaires sera appliqué auxdits oculaires ou substrats du côté du porteur de ces derniers, ou bien du côté du porteur et/ou du côté de l'observateur, par exemple afin de rendre l'effet de scintillement encore plus intense. REVENDICATIONS 1. Substrat optique transparent du type composé d'un matériau dans lequel sont répartis des éléments transparents caractérisé en ce que lesdits éléments sont répartis dans le volume dudit substrat, y compris dans le champ visuel de l'utilisateur dudit substrat. 2. Substrat optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments ont subi un traitement de surface les rendant davantage réfléchissants à la lumière. 3. Substrat optique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits éléments ont une forme oblongue ayant une largeur comprise entre 10 et 30 microns et une longueur comprise entre 100 et 300 microns, pour une épaisseur de 0,5 à 1,5 micron. 4. Substrat optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits éléments ont une largeur de 20 microns environ et une longueur de 200 microns environ, l'épaisseur étant de 1 micron environ. 5. Substrat optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits éléments sont constitués de borosilicate de calcium et d'aluminium. 6. Substrat optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits éléments présentent à leur surface un dépôt d'au 20 moins un oxyde métallique. 7. Substrat optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits éléments présentent une concentration dans le substrat de quelques ppm à quelques dizaines de ppm. 8. Substrat optique selon la revendication 7, caractérisé en ce que 25 lesdits éléments présentent une concentration dans le substrat d'une dizaine de ppm. 9. Substrat optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits éléments sont uniformément répartis au sein dudit substrat. 30 10. Substrat optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit substrat est composé d'une pluralité de couches. 11. Substrat optique selon la revendication 10 caractérisé en ce que lesdits éléments sont regroupés dans la couche située du côté de l'observateur dudit substrat. 12. Procédé d'obtention du substrat selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdits éléments sont mélangés à des granulés de matière plastique, le mélange ainsi obtenu étant fondu, puis injecté dans un moule adéquat. 13. Procédé d'obtention du substrat selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdits éléments sont mélangés à une résine thermoplastique ou thermodurcissable, le mélange ainsi obtenu étant ensuite coulé ou moulé dans un moule adéquat. 14. Procédé d'obtention du substrat selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu'une première couche est obtenue selon le procédé de l'une des revendications 12 ou 13, au moins une autre couche étant surmoulée à ladite première couche. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14 caractérisé en ce que des pigments / colorants sont ajoutés. 16. Oculaires réalisés à partir du substrat faisant l'objet de l'une quelconque des revendications 1 à 11.20