FR2948170A1 - Paroi lumineuse - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une paroi diffusant de la lumière, qui a la particularité de diffuser les rayons lumineux selon des directions déterminées librement par l'homme de l'art. La lumière entre dans la paroi par la tranche 2, et une série de diffuseurs 113, 123 et suivants la réfléchissent vers les lentilles convergentes respectivement 114, 124 et suivantes, ces dernières les dévient perpendiculairement au plan de la paroi. La paroi selon l'invention est un projecteur de lumière directionnelle ou multidirectionnelle qui offre l'avantage de pouvoir être très fin. Sa forme peut être conçue avec beaucoup de liberté pour s'adapter à tous les projets. Les principales applications sont le rétro-éclairage des écrans électroniques, et toutes sortes de luminaires.

Description

Paroi Lumineuse La présente invention concerne une paroi lumineuse, qui peut être mise en œuvre dans deux modes principaux. Dans un premier mode, elle diffuse selon des directions déterminées librement par l'homme de l'art des rayons lumineux provenant d'une source lumineuse. Dans un second, elle concentre les rayons provenant d'une source lumineuse. Le principal objectif de la présente invention est de réaliser des panneaux plats rétro-éclairants pour écrans électroniques (télévision, ordinateurs, téléphones portables, appareils photo, jeux vidéo etc.), qui émettent de la lumière perpendiculairement au dispositif de modulation de l'information, mais elle permet aussi de créer toutes sortes de luminaires et de capteurs solaires. Le dispositif proposé est une paroi lumineuse 1 comprenant une zone 2 d'entrée de la lumière et une série d'au moins deux dispositifs optiques élémentaires juxtaposés 11, 12 et suivants, un dispositif optique élémentaire 11 comprenant : une zone latérale 112 dite zone d'entrée de la lumière. un dispositif optique dit diffuseur 113 qui a la propriété de dévier un faisceau lumineux en le faisant diverger, un dispositif optique dit concentrateur 115 qui a la propriété de dévier un faisceau lumineux en le faisant converger, et une zone latérale 114 de transmission de la lumière vers la zone 122 d'entrée de la lumière du dispositif optique élémentaire 12 adjacent, sauf pour le dernier dispositif optique élémentaire juxtaposé 19 de ladite série de dispositifs optiques élémentaires qui peut ne pas contenir une telle zone 114, caractérisée par le fait que la projection d'un diffuseur 113 sur le plan facial est inférieure 30 à la moitié de la projection d'un concentrateur 115 sur le même plan, qu'une partie au moins du faisceau lumineux entrant dans un dispositif optique élémentaire 11 par ladite zone 112 d'entrée de la lumière est déviée par ledit diffuseur 113 vers ledit concentrateur 115, et que le reste du faisceau - sauf pour le cas dudit dernier dispositif 35 optique élémentaire juxtaposé 19 - est principalement dirigé vers ladite zone 114 de transmission de la lumière vers la zone 122 d'entrée de la lumière du dispositif optique élémentaire 12 adjacent. étant précisé que l'on entend ci-avant par plan facial un plan perpendiculaire à la direction moyenne de sortie d'un concentrateur 115 des 40 rayons lumineux provenant d'un diffuseur 113. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : ledit concentrateur 115 dévie tous les rayons provenant dudit diffuseur 113 sensiblement dans la même direction ; ledit concentrateur 115 dévie tous les rayons provenant dudit diffuseur 45 113 dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan principal de ladite paroi lumineuse ; la paroi lumineuse comporte un élément transparent dit guide de lumière 9 ayant deux faces principales qui sont lisses et réfléchissent totalement les rayons lumineux leur parvenant avec une forte incidence, 50 à l'exception de portions 113, 123 et suivantes d'une desdites faces principales, qui dévient les rayons lumineux principalement dans des directions différentes de celle que provoquerait une réflexion totale. ladite paroi lumineuse comporte un miroir 7 situé du côté de la paroi lumineuse 1 qui est opposé à ladite zone 2 d'entrée de la lumière ; 2 - deux parois lumineuses la et lb selon l'invention sont associées en série, la paroi lumineuse la recevant la lumière d'une source lumineuse, et la retransmettant à la paroi lumineuse lb ; - la partie de la face arrière de la paroi lumineuse qui ne comprend pas de diffuseurs 113, 123 et suivants émet de la lumière - la partie de la face arrière de la paroi lumineuse qui ne comprend pas de diffuseurs 113, 123 et suivants comporte un miroir 8 réfléchissant la lumière ambiante vers l'avant de la paroi lumineuse, - la paroi lumineuse comprend plusieurs ensembles de diffuseurs associés au même ensemble de concentrateurs, - la paroi lumineuse est un concentrateur de rayons lumineux. L'invention sera bien comprise, et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures 1 à 15 qui représentent toutes des vues en perspective de parois lumineuses selon l'invention. La figure 1 montre une paroi lumineuse comportant trois dispositifs optiques élémentaires 11, 12 et 19 juxtaposés. La figure 2 montre différentes formes possibles de dispositifs optiques élémentaires selon l'invention. La figure 3 montre le détail des différentes parties d'un dispositif optique élémentaire. La figure 4 montre un mode simplifié de mise en oeuvre de l'invention. La figure 5 montre une autre variante d'une paroi lumineuse selon l'invention, comportant un miroir 7 opposé à la zone 2 d'entrée de la lumière. La figure 6 montre une façon d'associer 4 parois lumineuses selon l'invention pour constituer un panneau de rétro-éclairage d'écran plat. Les figures 7 et 8 montrent des variantes de parois lumineuses selon l'invention, dont les concentrateurs 114, 124 et suivants sont convergents dans une direction, mais sont convergents ou divergents selon le cas dans une autre direction. La figure 9 montre un luminaire cylindrique selon l'invention. La figure 10 montre une variante particulièrement adaptée aux feux des véhicules. La figure 11 montre une variante de la paroi lumineuse de la figure 10, avec une forme plus complexe. La figure 12 montre un luminaire plan selon l'invention. La figure 13 montre une variante de dispositif optique élémentaire simplifié comportant une lame à face parallèles dite guide de lumière 9. La figure 14 montre la face avant d'une paroi constituée de tels dispositifs optiques élémentaires. La figure 15 montre un dispositif similaire à celui de la figure 14, muni de deux ensembles de diffuseurs 113a et 113b émettant de la lumière à travers le 45 même ensemble de concentrateurs 115, dans deux directions différentes. Le principe général de la présente invention est le suivant. Dans une première version de la paroi lumineuse représentée à la figure 1, un spectateur situé en un point S voit à travers une lentille convergente 115 dite concentrateur une partie de la zone 112 d'entrée de la lumière, qui se 50 reflète dans le miroir convexe 113 dit diffuseur. La totalité de la lentille 115 prend alors la couleur de la zone 112 d'entrée de la lumière et envoie la lumière en direction du spectateur.

A travers l'ensemble des lentilles convergentes 115, 125, 135 et suivantes, le spectateur reçoit l'essentiel de la lumière entrée dans le dispositif, laquelle est ainsi concentrée dans la zone la plus utile. Lorsque le spectateur quitte le point S, il voit à travers une lentille convergente 115 soit une partie de la face arrière de la paroi ne comportant pas de diffuseur 113, soit un diffuseur 113 qui ne réfléchit pas dans cette direction les rayons lumineux entrés dans la zone 2 d'entrée de la lumière. Il ne reçoit donc que peu de lumière. Pour que la paroi lumineuse 1 objet de l'invention émette des rayons lumineux dans une direction précise, il est souhaitable que la projection d'un diffuseur 113 sur le plan facial soit beaucoup plus petite que celle de la projection d'un concentrateur sur le même plan, au maximum la moitié mais idéalement 5 ou 10% seulement de cette dernière surface. 20 25 La figure 1 montre une paroi lumineuse comportant trois dispositifs optiques élémentaires 11, 12 et 19 juxtaposés. Elle reçoit de la lumière issue d'une 30 source lumineuse L par la zone 2 d'entrée de la lumière qui est aussi la zone 112 d'entrée de la lumière du dispositif optique élémentaire 11. La lumière entrée dans la zone 112 est répartie en deux : une partie est réfléchie par le miroir cylindrique convexe dit diffuseur 113 pour se répartir en totalité sur le concentrateur 115, et le reste poursuit sa 35 trajectoire d'origine jusqu'à la zone 114 de transmission de la lumière vers la zone 122 d'entrée de la lumière du dispositif optique élémentaire 12 adjacent. Le dispositif optique élémentaire 12 fonctionne de la même façon, mais le dispositif optique élémentaire 19 qui est le dernier de la série comprend un 40 miroir cylindrique convexe 193 réfléchissant la totalité des rayons lumineux vers le dioptre 195. La plus grande partie des rayons lumineux provenant de la source lumineuse ponctuelle L sont ainsi déviés en deux étapes pour sortir de la paroi lumineuse perpendiculairement à son plan principal. 45 La figure 2 montre différentes formes possibles de dispositifs optiques élémentaires selon l'invention, qui diffèrent entre eux par le rapport entre la surface du diffuseur et celle du concentrateur. Cela illustre la possibilité qu'a l'homme de l'art de répartir comme il le souhaite la lumière reçue entre les différents dispositifs optiques élémentaires. 50 Comme l'homme de l'art peut aussi adapter la surface des différents diffuseurs adjacents pour répartir de façon homogène la lumière reçue de la source lumineuse entre les dispositifs élémentaires, il lui est facile de concevoir des parois lumineuses émettant pratiquement la même quantité de lumière avec chacun des dispositifs élémentaires 11, 12 et suivants. 55 Les deux dispositifs optiques élémentaires 12 et 13 sont accolés par un déviateur qui est un prisme d'air. Cela illustre la possibilité d'assembler des dispositifs optiques élémentaires par tous types de prismes afin de créer des parois lumineuses de formes non planes libres. Cela peut être utile pour adapter la forme d'une paroi lumineuse aux besoins architecturaux ou autres, mais aussi pour modifier l'orientation des rayons lumineux renvoyés par chaque dispositif élémentaire. L'homme de l'art peut ainsi créer tous types de projecteurs concentrant ou diffusant la lumière avec des caractéristiques qu'il peut déterminer librement. La figure 3 montre le détail des différentes parties d'un dispositif optique élémentaire. On distingue en particulier les zones 118a et 118 b qui peuvent être transparentes et laisser passer d'autres sources lumineuses en direction du concentrateur 115, par exemple la lumière ambiante, ou celle du soleil reflétée par un miroir 8. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention dit simplifié, illustré par la figure 4, une source lumineuse 5 située au foyer d'un diffuseur parabolique 6 émet des rayons lumineux dans la tranche d'un élément transparent dit guide de lumière 9 - comme par exemple une plaque à faces parallèles - ayant deux faces principales qui sont lisses et réfléchissent donc totalement les rayons lumineux leur parvenant avec une forte incidence. Les rayons parviennent à l'autre bord dudit guide de lumière 9 qui comporte un miroir 7 les renvoyant vers ledit diffuseur parabolique. La face avant de la plaque comporte des portions 113, 123 et suivantes d'une desdites faces principales, qui dévient les rayons lumineux principalement dans des directions différentes de celle que provoquerait une réflexion totale.

Ces diffuseurs 113, 123 et suivants peuvent par exemple ne pas être parfaitement lisses. Il peut s'agir d'un dépoli ou d'une peinture blanche translucide. On a représenté à la figure 4 un tel dispositif comportant des diffuseurs de cette nature sur la face avant dudit guide de lumière 9, mais ils pourraient aussi être disposés sur sa face arrière.

Au lieu d'être une surface non parfaitement lisse comme décrit ci-dessus, un diffuseur 113 peut être constitué par l'ajout sur une face dudit guide de lumière 9 d'une pellicule d'un matériau translucide ou transparent, cette pellicule ayant un indice de réfraction inférieur à celui dudit guide de lumière 9. Au lieu d'être réfléchis, les rayons lumineux parvenant à un emplacement muni de cette pellicule sont déviés et l'emplacement considéré devient lumineux. Dans tous les cas, pour un observateur situé face à la paroi lumineuse, la totalité de la surface des concentrateurs 115, 125 et suivants renvoie la lumière déviée par les diffuseurs dans sa direction.

Un perfectionnement de ce mode de mise en œuvre de l'invention dit simplifié consiste à munir un diffuseur 113 d'un dispositif optique complémentaire comme des surfaces réfléchissantes 1131 et 1132 afin de diriger tout ou partie des rayons lumineux sortant dudit diffuseur 113 vers un concentrateur 115.

On peut remplacer les dioptres qui sont ici des lentilles cylindriques par des lentilles sphériques, par exemple arrangées en nids d'abeilles (version représentée aux figures 13 à 15). Dans le mode dit simplifié, les diffuseurs sont dans ce cas des petites disques situés en vis-à-vis de chaque lentille. L'avantage de cette disposition est une diminution du domaine éclairé par la paroi lumineuse, et donc une amélioration de la luminosité dans ce domaine, à dépense énergétique constante. Dans cette version dite simplifiée, lorsque les dioptres sont des lentilles cylindriques, il est avantageux que leur axe de symétrie longitudinal soit horizontal, pour que la lumière soit plus dispersée en largeur qu'en hauteur, car les spectateurs sont le plus souvent dispersés horizontalement qu'empilés les uns sur les autres. Quelle que soit le mode de mis en oeuvre, la paroi lumineuse selon l'invention est un projecteur de lumière directionnelle qui offre l'avantage de pouvoir être très fin.

L'homme de l'art peut déterminer un point S à une distance quelconque de la paroi, et faire converger tous les rayons lumineux vers ce point en choisissant les caractéristiques appropriées des concentrateurs et les emplacements des diffuseurs. Ce point S peut évidemment être à l'infini.

Idéalement, le diffuseur 113 doit couper en deux le domaine vers lequel le concentrateur 115 réfléchit les rayons émis du point S choisi, pour constituer un domaine amont du côté dudit diffuseur 113 et un domaine aval du côté dudit concentrateur 115. Ainsi, la totalité de la surface dudit concentrateur renvoie au spectateur la lumière reflétée par le diffuseur 113.

Avantageusement, la forme dudit diffuseur 113 est déterminée de telle sorte telle que les rayons lumineux provenant de ladite zone 112 d'entrée de la lumière sont réfléchis de façon homogène par ledit diffuseur 113 vers la totalité de la surface du concentrateur 115. Dans une disposition préférée pour le rétro-éclairage d'écrans, les formes de chacun des diffuseurs 113, 123 133 et suivants et de chacune des lentilles convergentes 115, 125 135 et suivantes sont déterminées par l'homme de l'art de telle sorte que les rayons lumineux entrés dans la paroi lumineuse par la zone 2 sont répartis de façon homogène par les lentilles convergentes 115, 125 135 et suivantes.

Une paroi selon l'invention peut être munie d'un moyen permettant de faire varier la distance entre l'ensemble des diffuseurs 113, 123 133 et suivants et l'ensemble des concentrateurs 115, 125 135 et suivants. Cela permet de dérégler le dispositif à la demande. Ainsi, lorsque l'utilisateur est situé dans un environnement sombre, il peut élargir le flux lumineux à d'autres spectateurs. Cette possibilité de déréglage permet aussi de modifier la forme du flux lumineux issu d'un projecteur selon l'invention. Un autre mode de déréglage du dispositif peut consister à modifier l'emplacement de la source lumineuse. C'est en effet l'une des caractéristiques des parois lumineuses selon l'invention qui est qu'elles fonctionnent d'autant mieux que la position de la source lumineuse est définie avec précision et émet des rayons lumineux qui sont soit parallèles entre eux soit issus d'une source ponctuelle ou éloignée. L'un des moyens de simuler l'éloignement de la source lumineuse ladite paroi lumineuse consiste à munir la paroi lumineuse d'un miroir 7 situé du côté de opposé à ladite zone 2 d'entrée de la lumière, comme cela est illustré en particulier par la figure 5 mais aussi par les figures 10 et 11. On peut noter que la face avant de la paroi, comme pour l'exemple de mise en œuvre illustré par la figure 4, est plane, ce qui est un avantage pour de nombreuses applications. Cette face peut recevoir directement une feuille comportant une image à rétro-éclairer, ou même être imprimée directement. Une source de lumière de très bonne qualité peut être constituée par une paroi lumineuse selon l'invention, placée en amont de la paroi lumineuse, comme cela est illustré par la figure 6. Deux parois lumineuses la et lb selon l'invention selon l'invention sont associées en série. Les parois lumineuses la et le constituent respectivement les sources lumineuses des parois lumineuses lb et 1d de rétro-éclairage de l'écran. L'avantage d'une telle disposition est que les parois lumineuses lb et ld reçoivent une lumière constituée de faisceaux parallèles et homogènes. Dans un mode de réalisation préféré, la paroi lumineuse comprend un dispositif de modulation et/ou de filtrage de la lumière comme une image électronique ou imprimée, disposé du côté des lentilles convergentes 115, 125 et suivantes. L'invention est alors un écran électronique ou un afficheur rétro-éclairé. Pour concevoir un très grand nombre de types différents d'appareils optiques, 55 il est possible d'adjoindre tous types d'éléments optiques complémentaires entre la paroi lumineuse et le spectateur, tels que par exemple : • dispositifs de modulation et/ou de filtrage de la lumière (écrans à cristaux liquides, filtres, matrices de filtres colorés, images imprimées translucides qui peuvent être codées), lentilles sphériques ou cylindriques, lentilles de Fresnel, par exemple pour élargir dans une direction donnée le domaine éclairé par la paroi lumineuse, • déviateurs prismatiques, réseaux lenticulaires secondaires pour créer des animations 3D, etc.. Des filtres ou autres éléments optiques peuvent aussi être associés à une zone d'entrée de la lumière 112, à un diffuseur 113, à un transmetteur de la lumière 114 et/ou à un concentrateur 115. Une lentille convergente 115 peut être cylindrique, sphérique ou de toute autre forme plus complexe conçue par l'homme de l'art pour que les rayons lumineux provenant du diffuseur 113 soient répartis de façon homogène vers le spectateur ou à la zone à éclairer. On en trouve de multiples exemples différents dans les figures. Les figures 7 et 8 montrent des variantes de parois lumineuses selon l'invention, dont les concentrateurs 115, 125 et suivants sont convergents dans une direction, mais sont convergents ou divergents selon le cas dans une autre direction. Dans la disposition de la figure 7, chaque concentrateur fait converger les rayons lumineux provenant du diffuseur associé sur un segment ou sur un point, ce qui est avantageux par exemple lorsque l'on associe à la paroi lumineuse un ensemble de filtres, lesquels peuvent alors être de petite taille. Dans cette version particulière les lentilles convergentes peuvent être à courte focale, Dans ce cas, la lumière reçue de ladite zone 2 d'entrée de la lumière et réfléchie par un diffuseur 113 est concentrée sur un point dit F et diverge à nouveau en s'éloignant de la paroi lumineuse. On peut concentrer sur l'ensemble de ces points Fl F2, F3 et suivants les éléments constituant une image qui est rétro-éclairée par la paroi lumineuse. Ainsi, le reste de la face avant de la paroi lumineuse reste libre et permet en particulier de laisser entrer la lumière ambiante dans la paroi lumineuse. Dans la disposition de la figure 8, les rayons lumineux provenant d'un diffuseur 113 divergent vers le bas et vers le haut, ce qui peut permettre par exemple de spécialiser les lignes de dispositifs optiques élémentaires par couleur élémentaire. Une ligne peut émettre du rouge, la suivante du vert, la troisième du bleu, et ainsi de suite. Les trois couleurs sont ensuite mélangées sur une surface de projection non représentée, qui peut par exemple être un dépoli. La synthèse additive se fait ainsi sur le dépoli pour créer des pixels de toutes les couleurs possibles. La paroi lumineuse peut comprendre trois sources lumineuses de couleurs différentes et trois ensembles de diffuseurs associés au même ensemble de concentrateurs, par exemple pour constituer un émetteur d'images électroniques en couleurs. Un pixel peut être constitué sur ce dépoli par la projection d'une couleur par le diffuseur situé en vis-à-vis, celle d'une seconde couleur par le diffuseur de la ligne supérieure et celle d'une troisième couleur par le diffuseur de la ligne inférieure. Avec la même méthode de construction de pixels par la projection de lumière émanant de diffuseurs voisins, une paroi lumineuse selon l'invention peut aussi comprendre six sources lumineuses de couleurs différentes R1, R2, V1, V2, B1 et B2, et six ensembles de diffuseurs associés au même ensemble de concentrateurs, par exemple pour éclairer alternativement deux images différentes avec deux synthèses additives R1 V1 Bi d'une part, et R2 V2 et B2 d'autre part. L'émission des couleurs rouge vert et bleu en direction des lignes de dispositifs optiques élémentaires peut se faire par trois parois lumineuses selon l'invention associées comme indiqué sur la figure 6. Les parois lumineuses amont ic et id peuvent alors être chacune remplacés par trois parois lumineuses émettant chacune leur couleur vers une ligne sur trois. On peut aussi placer des filtres colorés sur les diffuseurs des parois lumineuses lb et Id.

Un diffuseur 113 peut être un miroir plan, sphérique, cylindrique, convergent (cf. fig3) ou divergent (cf. la plupart des autres figures), l'homme de l'art utilisant la forme la plus adaptée à son projet pour dévier tout ou partie de la lumière entrée par ladite zone 112 d'entrée de la lumière vers tout ou partie dudit concentrateur 115. La figure 13 montre une variante de dispositif optique élémentaire dans sa version dite simplifiée. Le diffuseur 113 est une zone dépolie d'une lame à face parallèles dite guide de lumière 9 déviant les rayons lumineux à partir d'une toute petite surface vers une surface supérieure à l'ensemble d'un concentrateur 115 qui est une lentille sphérique convexe. Le concentrateur 115 dévie alors tous les rayons reçus du diffuseur 113 pour qu'ils prennent une direction perpendiculaire à celle de la paroi lumineuse. La figure 14 montre la face avant d'une paroi lumineuse constituée de tels dispositifs optiques élémentaires, munie d'une source lumineuse 5 et d'un réflecteur parabolique 6 envoyant la lumière dans la paroi latérale dudit guide de lumière 9. Un miroir 8 renvoie la lumière ambiante vers la face avant de la paroi lumineuse. Avantageusement, les trois côtés dudit guide de lumière autres que celui recevant la lumière de la source lumineuse 5 sont des miroirs. La lumière ne s'échappe ainsi que des diffuseurs 113, 123 et suivants. La figure 15 montre un dispositif similaire à celui de la figure 14 vu de dos, muni de deux ensembles de diffuseurs 113a et 113b émettant de la lumière à travers le même ensemble de concentrateurs 115, dans deux directions différentes.

Dans tous les cas, l'homme de l'art peut avantageusement définir par le calcul ou des essais successifs des formes complexes afin que les rayons lumineux provenant de ladite zone 112 d'entrée de la lumière soient réfléchis de façon homogène par ledit diffuseur 113 vers ledit concentrateur 115. De nombreux logiciels de conception 3D permettent de simuler le passage de flux lumineux à travers des objets transparents, en tenant compte de réflexions et de réfractions successives. Ils peuvent être mis à profit pour déterminer les formes de chacun des diffuseurs 113, 123, 133 et suivants et de chacune des lentilles convergentes 115, 125, 135 et suivantes afin que les rayons lumineux entrés dans la paroi lumineuse par la zone 2 soient répartis de façon homogène par les lentilles convergentes 115, 125, 135 et suivantes. La paroi lumineuse peut être conçue pour émettre des rayons lumineux perpendiculairement à la surface de la paroi, mais ce n'est pas obligatoire. L'affichage perpendiculaire à la paroi est généralement un avantage, comme par exemple pour le rétro-éclairage d'écrans électroniques ou pour de nombreux types de luminaires. La figure 9 montre un luminaire selon l'invention. Il comporte une source lumineuse 5 dirigée vers le haut par un diffuseur 6. La lumière est ensuite répartie par les diffuseurs et émise horizontalement dans toutes les directions. Un tel luminaire peut être posé sur une table et l'éclairer sans aveugler les personnes dont les yeux sont situés au dessus du luminaire. La figure 12 montre un luminaire plan selon l'invention. Il comporte une source lumineuse 5 dirigée horizontalement par deux diffuseurs 6a et 6b. La lumière est ensuite répartie par les diffuseurs et déviée par les dioptres 115, 125 et suivants pour sortir verticalement du luminaire. Un tel luminaire peut être posé sur une table et le plafond sans aveugler les personnes dont les yeux sont situés au dessus du luminaire. Inversé et fixé en hauteur, il peut éclairer une table ou une pièce sans aveugler les personnes qui ne sont pas placées directement dans son champ. C'est aussi un avantage majeur lorsque l'on utilise des filtres colorés dont 55 l'efficacité varie avec l'incidence des rayons qui les traversent. Pour d'autres applications, il peut en revanche être très utile d'orienter les rayons lumineux issus de la paroi lumineuse dans d'autres directions. C'est le cas des exemples des figures 10 et 11.

La figure 10 montre une variante particulièrement adaptée aux phares des véhicules. Les rayons lumineux sont émis horizontalement mais la paroi elle-même est très inclinée pour s'adapter à la forme de la carrosserie du véhicule à cet endroit.

L'homme de l'art sait concevoir et disposer les lentilles convergentes 115, 125 et suivantes pour les faire converger ou diverger comme il le souhaite en fonction des besoins. Une paroi selon l'invention peut être plate ou courbe. La courbure peut être très complexe, à la fois dans le sens de propagation des rayons lumineux, ou dans le sens perpendiculaire à cette direction. La figure 11 montre une variante de la paroi lumineuse de la figure 10, avec une forme plus complexe. Elle montre une des très nombreuses méthodes que l'homme de l'art peut mettre en ouvre pour adapter la paroi lumineuse à la forme d'une carrosserie.

On peut dévier la lumière entre deux dispositifs optiques élémentaires juxtaposés 11 et 12, par un prisme, lequel peut être réduit à une fente de section triangulaire dans la paroi lumineuse, comme l'association des dispositifs optiques élémentaires 12 et 13 à la figure 2. Cela permet de dévier les rayons lumineux vers le haut ou vers le bas de la paroi, mais aussi vers la gauche ou vers la droite. Dans de nombreuses applications, il est avantageux que la partie de la face arrière de la paroi lumineuse qui ne comprend pas diffuseurs 113, 123 133 et suivants comporte un miroir 8 réfléchissant vers l'avant de la paroi lumineuse la lumière ambiante.

D'une façon plus générale, le fait que les diffuseurs 113, 123, 133 et suivants n'occupent qu'une partie seulement de la face arrière de la paroi lumineuse permet d'utiliser l'espace disponible entre lesdits diffuseurs pour émettre vers l'avant de la lumière provenant d'une ou plusieurs autres sources lumineuses dont en particulier la lumière du jour.

On sait que les écrans électroniques comme par exemple ceux des téléviseurs, des ordinateurs, des appareils photo ou des téléphones, deviennent peu lisibles lorsqu'ils sont dans un environnement lumineux. Récupérer par tout moyen connu cette lumière ambiante pour la réintroduire dans la paroi lumineuse par l'espace libre entre les diffuseurs 113, 123, 133 et suivants est un perfectionnement considérable de ces produits. La paroi lumineuse peut émettre de la lumière simultanément dans plusieurs directions différentes prédéfinies. Il suffit pour cela que deux dispositifs optiques élémentaires 11 et 12 aient des caractéristiques optiques différentes ou que plusieurs diffuseurs 113a, 113b et suivants soient associés au même concentrateur 115. Il existe de la place pour cela entre les diffuseurs. Une série de dispositifs optiques élémentaires peut aussi émettre de la lumière dans une direction et une autre série dans une autre. On peut allumer et éteindre séquentiellement les sources lumineuses correspondant aux émissions dans les différentes directions, et afficher selon la même séquence les images destinées aux différentes directions. Une paroi lumineuse selon l'invention a alors de nombreuses applications dans le domaine de la vidéo 3D, ou plus simplement pour permettre à plusieurs spectateurs d'utiliser un même afficheur pour voir chacun des images différentes. Avantages et applications Le premier avantage de la présente invention est de limiter la quantité de lumière nécessaire pour émettre de la lumière dans une direction donnée, et par exemple de limiter la puissance nécessaire du rétro-éclairage des écrans électroniques, ou ce qui est la même chose, de fournir davantage de lumière au spectateur situé dans le domaine de visibilité choisi par le concepteur, et donc de rendre les écrans électroniques mieux visibles en plein jour.

Un autre avantage tient à ce que l'on peut réaliser toutes sortes de luminaires fins, de formes diverses et variés, pour éclairer des domaines délimités. On peut par exemple éclairer une table de salle à manger sans aveugler les convives, illuminer un tableau sans que personne ne puisse voir la source lumineuse, ou éclairer une pièce par un éclairage au plafond n'émettant pratiquement aucun rayon lumineux visible directement par les personnes situées dans la pièce. Les principales applications de la présente invention sont les dispositifs de rétro-éclairage pour écrans vidéo (téléviseurs, ordinateurs, appareils photo, téléphones, tableaux de bord, etc.), les luminaires, les projecteurs de touts types, et les jouets.

Claims (10)

1. Revendications1. Paroi lumineuse 1 comprenant une zone 2 d'entrée de la lumière et une série d'au moins deux dispositifs optiques élémentaires juxtaposés 11, 12 et suivants, un dispositif optique élémentaire 11 comprenant : une zone latérale 112 dite zone d'entrée de la lumière. - un dispositif optique dit diffuseur 113 qui a la propriété de dévier un faisceau lumineux en le faisant diverger, - un dispositif optique dit concentrateur 115 qui a la propriété de dévier un faisceau lumineux en le faisant converger, - et une zone latérale 114 de transmission de la lumière vers la zone 122 d'entrée de la lumière du dispositif optique élémentaire 12 adjacent, sauf pour le dernier dispositif optique élémentaire juxtaposé 19 de ladite série de dispositifs optiques élémentaires qui peut ne pas contenir une telle zone 114, caractérisée par le fait - que la projection d'un diffuseur 113 sur le plan facial est inférieure à la moitié de la projection d'un concentrateur 115 sur le même plan, - qu'une partie au moins du faisceau lumineux entrant dans un dispositif optique élémentaire 11 par ladite zone 112 d'entrée de la lumière est déviée par ledit diffuseur 113 vers ledit concentrateur 115, - et que le reste du faisceau - sauf pour le cas dudit dernier 25 dispositif optique élémentaire juxtaposé 19 - est principalement dirigé vers ladite zone 114 de transmission de la lumière vers la zone 122 d'entrée de la lumière du dispositif optique élémentaire 12 adjacent. étant précisé que l'on entend ci-avant par plan facial un plan 30 perpendiculaire à la direction moyenne de sortie d'un concentrateur 115 des rayons lumineux provenant d'un diffuseur 113.
2. 2. Paroi lumineuse 1 selon la revendication 1 caractérisée par le fait que ledit concentrateur 115 dévie tous les rayons provenant dudit diffuseur 113 sensiblement dans la même direction. 35
3. 3. Paroi lumineuse 1 selon la revendication 1 caractérisée par le fait que ledit concentrateur 115 dévie tous les rayons provenant dudit diffuseur 113 dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan principal de ladite paroi lumineuse.
4. 4. Paroi lumineuse 1 selon la revendication 1 caractérisée par le fait 40 qu'elle comporte un élément transparent dit guide de lumière 9 ayant deux faces principales qui sont lisses et réfléchissent totalement les rayons lumineux leur parvenant avec une forte incidence, à l'exception de portions 113, 123 et suivantes d'une desdites faces principales, qui dévient les rayons lumineux principalement dans des directions 45 différentes de celle que provoquerait une réflexion totale.
5. 5. Paroi lumineuse 1 selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle comporte un miroir 7 situé du côté de la paroi lumineuse 1 qui est opposé à ladite zone 2 d'entrée de la lumière.
6. 6. Paroi lumineuse 1 selon la revendication 1 caractérisée par le fait que 50 deux parois lumineuses la et lb selon l'invention sont associées en série, la paroi lumineuse la recevant la lumière d'une source lumineuse 5a, et la retransmettant à la paroi lumineuse lb.
7. 7. Paroi lumineuse 1 selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la partie de sa face arrière qui ne comprend pas diffuseurs 113, 55 123 133 et suivants émet de la lumière. 15 20 11
8. 8. Paroi lumineuse 1 selon la revendication 7 caractérisée par le fait que la partie de la face arrière de la paroi lumineuse qui ne comprend pas de diffuseurs 113, 123 et suivants comporte un miroir 8 réfléchissant la lumière ambiante vers l'avant de la paroi lumineuse.
9. 9. Paroi lumineuse 1 selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle comprend plusieurs ensembles de diffuseurs associés au même ensemble de concentrateurs.
10. 10. Paroi lumineuse 1 selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle est un concentrateur de rayons lumineux.10