FR2759188A1 - Signal light used for controlling road traffic - Google Patents
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Abstract
Description
"Dispositif de signalisation lumineuse, notamment pour
régulation du trafic routier"
L'invention se rapporte à un dispositif de signalisation lumineuse pouvant par exemple former un feu tricolore destiné à réguler le trafic routier à un carrefour; elle concerne plus particulièrement la conception d'un réfracteur optique de lumière placé en regard de la source lumineuse."Light signaling device, in particular for
road traffic regulation "
The invention relates to a light signaling device which can for example form a three-color light intended to regulate road traffic at a crossroads; it relates more particularly to the design of an optical light refractor placed opposite the light source.
L'invention trouve son domaine d'application optimum dans le cas où ladite source lumineuse est constituée par un ensemble de diodes électroluminescentes. The invention finds its optimum field of application in the case where said light source is constituted by a set of light-emitting diodes.
Classiquement, un dispositif de signalisation lumineuse tel qu'un feu tricolore comprend un boîtier renfermant trois sources lumineuses placées dans des compartiments indépendants dudit boîtier et chaque compartiment est coiffé frontalement d'un réfracteur en matériau transparent ou translucide comme par exemple du verre minéral ou organique. La source lumineuse peut être une lampe classique à filament, éventuellement du type allogène basse tension ou encore un tube fluorescent. Conventionally, a light signaling device such as a three-color light comprises a housing containing three light sources placed in compartments independent of said housing and each compartment is frontally capped with a refractor in transparent or translucent material such as for example mineral or organic glass . The light source can be a conventional filament lamp, possibly of the low-voltage allogeneic type or even a fluorescent tube.
Plus récemment, on a tenté d'utiliser des diodes électroluminescentes. Ces essais se sont révélés décevants principalement en raison de la faible luminosité des diodes électroluminescentes proposées sur le marché. Des tentatives ont été faites pour mieux canaliser le flux lumineux émis par l'ensemble des diodes. On a ainsi, par exemple, proposé d'optimiser le réfracteur. Par exemple, on connaît un tel dispositif de signalisation dans lequel le réfracteur comporte sur sa face interne des stries à section triangulaire s'étendant horizontalement ou verticalement et de préférence dans les deux directions. More recently, attempts have been made to use light-emitting diodes. These tests have proved disappointing mainly due to the low luminosity of light emitting diodes offered on the market. Attempts have been made to better channel the light flux emitted by all of the diodes. It has thus been proposed, for example, to optimize the refractor. For example, there is known such a signaling device in which the refractor comprises on its internal face of the triangular section streaks extending horizontally or vertically and preferably in both directions.
Cette configuration striée fait donc face à la source lumineuse constituée par les diodes électroluminescentes agencées côte-à-côte. Cependant, le résultat est insuffisant et les dispositifs a diodes électroluminescentes équipés de tels réfracteurs permettent très difficilement de satisfaire les normes. This striated configuration therefore faces the light source constituted by the light-emitting diodes arranged side by side. However, the result is insufficient and the devices with light emitting diodes equipped with such refractors make it very difficult to meet the standards.
L'invention concerne un nouveau concept de réfracteur placé en regard de la source lumineuse et plus particulièrement efficace lorsque cette source lumineuse est constituée par un ensemble de diodes électroluminescentes. The invention relates to a new concept of refractor placed opposite the light source and more particularly effective when this light source is constituted by a set of light-emitting diodes.
Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de signalisation lumineuse comprenant un boîtier renfermant au moins une source lumineuse et un réfracteur optique correspondant placé en regard de cette source lumineuse, caractérisé en ce que ledit réfracteur comporte, répartis sur l'une de ses faces, une pluralité d'éléments de transmission de lumière, chacun conformé pour faire subir au flux lumineux qui le traverse deux anamorphoses, respectivement de concentration selon une direction verticale et de divergence selon une direction horizontale. More specifically, the invention relates to a light signaling device comprising a housing containing at least one light source and a corresponding optical refractor placed opposite this light source, characterized in that said refractor comprises, distributed on one of its faces , a plurality of light transmitting elements, each shaped to subject the light flux passing through it to two anamorphoses, respectively of concentration in a vertical direction and of divergence in a horizontal direction.
Selon un exemple actuellement préféré, chaque élément de transmission a la forme d'une lentille à surface torique définie en relief sur la face interne dudit réfracteur, en regard de la source lumineuse. According to a currently preferred example, each transmission element has the shape of a lens with a toric surface defined in relief on the internal face of said refractor, facing the light source.
En outre, chaque lentille est avantageusement définie à l'extrémité d'un cylindre; les cylindres étant par exemple parallèles entre eux et parallèles à un axe principal de symétrie du réfracteur. Cet agencement s'est révélé particulièrement efficace pour rendre le réfracteur sélectif à la lumière émise par la source lumineuse interne. En effet, pour les rayons lumineux provenant de l'extérieur, ledit réfracteur se comporte alors comme un piège à lumière empêchant leur rétrodiffusion par les lentilles. La signalisation demeure donc bien perceptible même lorsque le dispositif de signalisation est exposé à un rayonnement solaire direct. Dans ce cas, les rayons lumineux qui pénètrent à l'intérieur du boîtier sont très fortement atténués et ne peuvent être rediffusés par les lentilles si leurs directions sont différentes des axes optiques parallèles desdites lentilles. Ce filtrage des rayons lumineux parasites est effectif quelle que soit la nature de la source lumineuse interne. In addition, each lens is advantageously defined at the end of a cylinder; the cylinders being for example mutually parallel and parallel to a main axis of symmetry of the refractor. This arrangement has proved particularly effective in making the refractor selective for the light emitted by the internal light source. Indeed, for light rays coming from the outside, said refractor then behaves like a light trap preventing their backscattering by the lenses. The signaling therefore remains clearly perceptible even when the signaling device is exposed to direct solar radiation. In this case, the light rays which penetrate inside the housing are very strongly attenuated and cannot be re-emitted by the lenses if their directions are different from the parallel optical axes of said lenses. This filtering of the stray light rays is effective whatever the nature of the internal light source.
Dans le cas où cette dernière est constituée par une pluralité de diodes électroluminescentes, le meilleur résultat est obtenu en faisant en sorte que le nombre de diodes soit égal au nombre de lentilles et que chaque diode soit placée en regard d'une lentille spécifique. In the case where the latter is constituted by a plurality of light-emitting diodes, the best result is obtained by ensuring that the number of diodes is equal to the number of lenses and that each diode is placed opposite a specific lens.
Dans la pratique, le réfracteur se compose d'une dalle en matériau transparent ou au moins translucide, et les éléments de transmission précités, c'est-à-dire par exemple les lentilles définies aux extrémités de cylindres respectifs, sont venus de matière sur la face interne de ladite dalle, par moulage. L'ensemble est réalisé en un matériau présentant un indice de réfraction supérieur à 1,45 et de préférence voisin de 1,58. In practice, the refractor consists of a slab made of transparent or at least translucent material, and the abovementioned transmission elements, that is to say for example the lenses defined at the ends of respective cylinders, have come integrally on the internal face of said slab, by molding. The assembly is made of a material having a refractive index greater than 1.45 and preferably close to 1.58.
Pour un feu de signalisation de petite dimension, par exemple un feu répétiteur, toutes les lentilles sont de mêmes dimensions. Dans une version actuellement préférée, le réfracteur comporte 91 lentilles de 6 mm de diamètre et la source lumineuse est constituée de 91 diodes électroluminescentes. Les lentilles peuvent être agencées sur une surface concave et les diodes électroluminescentes sur un plan. Dans ce cas, la distance moyenne entre une diode et la lentille qui lui correspond est de l'ordre de 12 à 14 mm. For a small signaling light, for example a repeating light, all the lenses are of the same dimensions. In a currently preferred version, the refractor has 91 lenses 6 mm in diameter and the light source consists of 91 light-emitting diodes. The lenses can be arranged on a concave surface and the light-emitting diodes on a plane. In this case, the average distance between a diode and the lens which corresponds to it is of the order of 12 to 14 mm.
Conformément à la définition qui précède, chaque lentille présente un rayon de courbure suivant la direction verticale plus grand que le rayon de courbure suivant la direction horizontale, de préférence deux fois plus grand. In accordance with the above definition, each lens has a radius of curvature in the vertical direction greater than the radius of curvature in the horizontal direction, preferably twice as large.
Ainsi, dans la pratique, on a expérimenté avec succès un réfracteur équipé de lentilles présentant chacune deux rayons de courbure différents, de 20 et 10 mm, respectivement.Thus, in practice, a refractor equipped with lenses, each having two different radii of curvature, of 20 and 10 mm, respectively, has been successfully tested.
Pour un feu de signalisation plus grand, on augmente le nombre de lentilles et le nombre de diodes électroluminescentes, les dimensions de celles-ci ne variant pas. Cependant, il n'est pas nécessaire d'augmenter le nombre de diodes électroluminescentes dans de grandes proportions si on augmente le diamètre des lentilles, dans les régions périphériques du réfracteur. Le meilleur résultat reste acquis en faisant correspondre une diode électroluminescente à une lentille correspondante. For a larger signal light, the number of lenses and the number of light-emitting diodes are increased, the dimensions of these not varying. However, it is not necessary to increase the number of light-emitting diodes in large proportions if the diameter of the lenses is increased in the peripheral regions of the refractor. The best result is achieved by matching a light emitting diode to a corresponding lens.
En outre, il sera avantageux d'agencer les diodes sur des surfaces annulaires décalées axialement de façon que les diodes soient toutes approximativement à la même distance des lentilles correspondantes. In addition, it will be advantageous to arrange the diodes on axially offset annular surfaces so that the diodes are all approximately the same distance from the corresponding lenses.
Dans le cas où le nombre de diodes électroluminescentes est différent du nombre de lentilles, la diffusion de la lumière se fait néanmoins de façon satisfaisante et permet de répondre aux normes. Le réfracteur est également compatible avec d'autres sources lumineuses plus classiques, telles que des lampes à incandescence ou des tubes fluorescents ou encore des lampes à allogène, basse tension. In the case where the number of light-emitting diodes is different from the number of lenses, the light is nevertheless diffused satisfactorily and makes it possible to meet the standards. The refractor is also compatible with other more conventional light sources, such as incandescent lamps or fluorescent tubes or even low-voltage allogeneic lamps.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif de signalisation lumineuse conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue partielle d'un dispositif de signalisation lumineuse conforme à l'invention et montrant plus particulièrement un réfracteur vu de l'intérieur selon la flèche I de la figure 2;
- la figure 2 est une vue de côté du réfracteur de la figure 1;
- la figure 3 est une section III-III du réfracteur de la figure 1; et
- la figure 4 est une section IV-IV de la figure 1, les diodes électroluminescentes étant représentées non coupées.The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly in the light of the following description of an embodiment of a light signaling device in accordance with its principle, given solely by way of illustration. 'example and made with reference to the accompanying drawings in which:
- Figure 1 is a partial view of a light signaling device according to the invention and showing more particularly a refractor seen from the inside according to arrow I in Figure 2;
- Figure 2 is a side view of the refractor of Figure 1;
- Figure 3 is a section III-III of the refractor of Figure 1; and
- Figure 4 is a section IV-IV of Figure 1, the light emitting diodes being shown uncut.
Sur les dessins, on a représenté une partie d'un dispositif de signalisation lumineuse 11, en l'occurrence ici un feu de signalisation comprenant un boîtier 12 renfermant trois sources lumineuses de couleurs différentes, classiquement rouge, orange et vert. I1 s'agit ici d'un feu de signalisation de petite dimension dit "feu répétiteur" placé à hauteur de véhicule. Sur les dessins, le boîtier 12 apparaît en trait fantôme et n'est pas entièrement représenté; on voit seulement la partie qui renferme une source lumineuse 15 et un réfracteur optique 17 placé en regard de cette source lumineuse. La source lumineuse, entièrement contenue dans un compartiment 19 du boîtier, indépendant, est ici constituée d'une pluralité de diodes électroluminescentes 20. Ces diodes sont montées sur un support plan 21, côte-à-côte sur sensiblement toute la surface disponible. Les axes d'émission des diodes sont tous parallèles. Le compartiment 19 est fermé frontalement, par le réfracteur optique 17. In the drawings, there is shown a part of a light signaling device 11, in this case here a signaling light comprising a housing 12 containing three light sources of different colors, conventionally red, orange and green. This is a small signaling light called "repeater light" placed at vehicle height. In the drawings, the housing 12 appears in phantom line and is not entirely shown; we only see the part which contains a light source 15 and an optical refractor 17 placed opposite this light source. The light source, entirely contained in a compartment 19 of the independent housing, here consists of a plurality of light-emitting diodes 20. These diodes are mounted on a flat support 21, side by side over substantially the entire available surface. The emission axes of the diodes are all parallel. The compartment 19 is closed frontally, by the optical refractor 17.
Comme le montrent les figures 2 à 4, le réfracteur optique 17 comporte une dalle bombée 22 translucide ou transparente, à contour circulaire et une collerette périphérique de montage 23, annulaire et plate. La dalle 22 présente une face extérieure 25 globalement convexe et une face interne 26 globalement concave. As shown in Figures 2 to 4, the optical refractor 17 comprises a convex slab 22 translucent or transparent, with circular outline and a peripheral mounting flange 23, annular and flat. The slab 22 has an outer face 25 which is generally convex and an inner face 26 which is generally concave.
Selon une caractéristique remarquable de l'invention, ce réfracteur comporte, répartis sur l'une de ses faces, et en l'occurrence ici la face interne 26, une pluralité d'éléments de transmission de lumière 28 et chacun de ces éléments est conformé pour faire subir au flux lumineux qui le traverse deux anamorphoses, respectivement une anamorphose de concentration selon la direction verticale et une anamorphose de divergence selon la direction horizontale. Sur les dessins, la direction verticale du réfracteur est indiquée par l'axe y-y. La collerette 23 comporte deux éléments de détrompage 30 à sa périphérie, venant se loger dans des cavités correspondantes du boîtier 12 pour que le réfracteur soit toujours monté dans une position correcte, à savoir avec l'axe y-y orienté verticalement. According to a remarkable characteristic of the invention, this refractor comprises, distributed on one of its faces, and in this case here the internal face 26, a plurality of light transmission elements 28 and each of these elements is shaped to subject the luminous flux which passes through it to two anamorphoses, respectively an anamorphosis of concentration in the vertical direction and an anamorphosis of divergence in the horizontal direction. In the drawings, the vertical direction of the refractor is indicated by the y-y axis. The flange 23 has two keying elements 30 at its periphery, which are received in corresponding cavities of the housing 12 so that the refractor is always mounted in a correct position, namely with the y-y axis oriented vertically.
Les éléments de transmission 28 précités sont venus de matière avec la dalle. L'ensemble est réalisé par moulage à partir d'un matériau présentant un indice de réfraction supérieur à 1,45 et de préférence voisin de 1,58. Un matériau synthétique tel qu'un polycarbonate donne des résultats particulièrement satisfaisants. The aforementioned transmission elements 28 came integrally with the slab. The assembly is produced by molding from a material having a refractive index greater than 1.45 and preferably close to 1.58. A synthetic material such as a polycarbonate gives particularly satisfactory results.
Selon l'exemple, chaque élément de transmission 28 a la forme d'une lentille 28a à surface torique définie en relief sur la face interne 26 dudit réfracteur, en regard de la source lumineuse. En outre, chaque lentille 28a est définie à l'extrémité d'un petit cylindre 32 se rattachant à la face interne de la dalle. Tous ces cylindres sont parallèles. Par conséquent, les axes optiques de toutes les lentilles sont également parallèles entre eux et parallèles à l'axe principal de symétrie de la dalle du réfracteur. According to the example, each transmission element 28 has the shape of a lens 28a with a toric surface defined in relief on the internal face 26 of said refractor, facing the light source. In addition, each lens 28a is defined at the end of a small cylinder 32 connected to the internal face of the slab. All these cylinders are parallel. Consequently, the optical axes of all the lenses are also parallel to each other and parallel to the main axis of symmetry of the refractor slab.
Dans l'exemple, on a prévu 91 lentilles de ce genre, installées côte-à-côte (voir figure 1). Sur la paroi de fond du compartiment 19 correspondant, la source lumineuse 15 précitée est elle-même constituée de 91 diodes électroluminescentes 20 et, par conséquent, chaque diode électroluminescente est placée en regard d'une lentille spécifique. Pour un résultat optimum, l'axe optique de la diode est sensiblement confondu avec l'axe optique de la lentille qui lui correspond.In the example, 91 such lenses are provided, installed side by side (see Figure 1). On the bottom wall of the corresponding compartment 19, the aforementioned light source 15 is itself made up of 91 light-emitting diodes 20 and, consequently, each light-emitting diode is placed opposite a specific lens. For an optimum result, the optical axis of the diode is substantially coincident with the optical axis of the lens which corresponds to it.
Pour obtenir la double anamorphose mentionnée cidessus, la surface frontale convexe de chaque lentille 28a s'inscrit sur une surface torique orientée suivant les directions horizontale et verticale du réfracteur. Plus précisément, elle présente un rayon de courbure suivant ladite direction verticale (figure 4) qui est plus grand que le rayon de courbure suivant la direction horizontale (figure 3). De préférence, le rayon de courbure suivant la direction verticale est deux fois plus grand, environ, que le rayon de courbure suivant la direction horizontale. Dans l'exemple, ces deux rayons de courbure sont respectivement de 20 et 10 mm pour un diamètre de lentille de 6 mm. La focale moyenne de chaque lentille est de l'ordre de 14 mm. To obtain the double anamorphosis mentioned above, the convex front surface of each lens 28a is inscribed on a toric surface oriented in the horizontal and vertical directions of the refractor. More specifically, it has a radius of curvature in said vertical direction (Figure 4) which is greater than the radius of curvature in the horizontal direction (Figure 3). Preferably, the radius of curvature in the vertical direction is about twice as large as the radius of curvature in the horizontal direction. In the example, these two radii of curvature are respectively 20 and 10 mm for a lens diameter of 6 mm. The average focal length of each lens is around 14 mm.
Par conséquent, la distance séparant une diode électroluminescente de sa lentille est voisine de cette valeur. Consequently, the distance separating a light-emitting diode from its lens is close to this value.
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Also Published As
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|---|---|
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Effective date: 20120928 |