FR2950953A1

FR2950953A1 - APPLICATION OF A FRONT LIGHTING DEVICE AND IMPLEMENTATION

Info

Publication number: FR2950953A1
Application number: FR1001808A
Authority: FR
Inventors: Francois Parmentier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2011-04-08
Also published as: FR2950981A1

Abstract

Dispositif d'éclairage frontal comprenant un guide optique éclairé par sa tranche, et un motif de découplage déposé sur l'une des surfaces assurant la conduction par réflexion totale ou inclus dans son épaisseur et réalisé de façon à conserver une transparence substantielle au dispositif, caractérisé en ce qu'il est appliqué à la publicité sur support solide.A frontal illumination device comprising an optical guide illuminated by its wafer, and a decoupling pattern deposited on one of the surfaces providing the conduction by total reflection or included in its thickness and made so as to maintain a substantial transparency to the device, characterized in that it is applied to advertising on solid support.

Description

Application d'un dispositif d'éclairage frontal et mise en oeuvre Application of a frontal lighting device and implementation

On a proposé dans le domaine de l'éclairage d'écrans à cristaux liquides des dispositifs d `éclairage frontal, qui permettent d'illuminer un écran en face avant et non en face arrière. L'écran est vu clairement par transparence au travers du dispositif émetteur Ces dispositifs d'éclairage frontal comportent généralement un guide optique plan alimenté en lumière par au moins une de ses tranches , guide comportant au moins une face principale substantiellement perpendiculaire à la tranche d'introduction de la lumière, sur laquelle ou sous laquelle sont disposés des motifs extracteurs de lumière permettant le découplage principalement vers l'un des cotés de la face principale du faisceau lumineux parcourant le guide, motifs extracteurs de lumière suffisamment nombreux et répartis de façon suffisamment homogène sur cette face du guide pour assurer un éclairage sur une surface étendue. /1 C2 Ces dispositifs sont généralement, mais pas uniquement, basés sur la conduction de la lumière dans un guide optique plan transparent comportant des facettes réfléchissant la lumière vers l'écran à éclairer et disposé en avant de celui ci, c'est à dire intercalé entre l'écran et l'observateur Il se trouve que ces dispositifs n'ont pas reçu d'application significative. On connaît d'autre part dans une autre industrie des dispositifs de rétroéclairage permettant l'illumination d'une '1 S affiche ou d'un signe, comprenant un caisson de forte épaisseur contenant des tubes fluorescents et portant sur sa surface une publicité à illuminer. Ce motif est traversé par la lumière dégagée dans le caisson et est ainsi mis en valeur et rendu visible de nuit. Ces dispositifs présentent l'inconvénient de ne pouvoir illuminer des images réalisées sur un support opaque, et occasionnent une forte déperdition d `énergie lumineuse à la traversée d'un support translucide et d'une image 2v papier. Il apparaît du plus haut intérêt d'utiliser ces dispositifs d'éclairage frontal dans une industrie, celle de la publicité, ou leurs caractéristiques, qui y sont aujourd'hui inconnues de l'homme de l'art, peuvent y apporter de grands progrès. L'industrie de la publicité présente ses exigences propres. Le dispositif doit être simple, peu coûteux, facile à 2- S' entretenir et permettre un changement fréquent d'une image. Un dispositif d'éclairage frontal n'y a jusqu'ici jamais été employé, car les concepteurs n'ont pas eu l'intuition de son impact et de son intérêt pour ce marché. La présente invention est donc l'application d'un dispositif d'éclairage frontal à l'industrie de la publicité commerciale sur support solide. On entend par support solide, en opposition à tout autre, une image diffusante sur support solide, papier ' O polymère, bois ou métal. En opposition, on considèrera par exemple une image créée par imposition variable à haute fréquence.d'un champ électrique sur une couche de cristal liquide. Dans le présent mémoire on convient de nommer « l'application revendiquée » l'industrie de la publicité commerciale sur support solide, et «objet» entre crochets l'objet à éclairer. En particulier et suivant un mode de réalisation privilégié de l'invention cet « objet» peut être aisément ' S interchangeable et ne fait pas corps avec le dispositif du fait de la présence d'un film d'air entre eux. Suivant une caractéristique essentielle de l'invention le coeur optique du dispositif , ou dispositif d'éclairage frontal proprement dit sera réalisé de façon très simple de façon à rester de faible coût et à être utilisable sur de grandes surfaces. De préférence il ne comprend que le guide optique, le motif réémetteur de lumière et des films de protection statiques sur ses faces. 4 e La présente invention consiste également dans le choix et l'adaptation de technologies particulières pour adapter l'éclairage frontal aux contraintes particulières de l'application revendiquée. Ceci peut se compléter par des organes supplémentaires qui seront décrits dans ce mémoire. Suivant une voie de réalisation, le dispositif décrit faisant appel à des facettes portées par une face avant du guide, facettes réfléchissant la lumière vers l'autre coté présente au moins deux effets parasites inévitables pour S une application en tant que dispositif pour l'éclairage frontal d«< objet »: In the field of illuminating liquid crystal displays, front lighting devices have been proposed which make it possible to illuminate a screen on the front face and not on the rear face. The screen is clearly visible through the transmitting device. These front lighting devices generally comprise a planar optical guide supplied with light by at least one of its slices, a guide comprising at least one principal face substantially perpendicular to the slice. introduction of the light, on which or under which are arranged light extracting patterns allowing decoupling mainly to one side of the main face of the light beam flowing through the guide, sufficient light extracting patterns and distributed sufficiently homogeneously on this face of the guide to provide illumination over an extended area. / 1 C2 These devices are generally, but not only, based on the conduction of light in a transparent optical plane guide having facets reflecting light towards the screen to be illuminated and arranged in front of it, that is to say interposed between the screen and the observer It turns out that these devices have not received significant application. There is also known in another industry backlighting devices for illuminating a sign or sign, comprising a thick box containing fluorescent tubes and bearing on its surface an advertisement to be illuminated. . This pattern is crossed by the light released in the box and is thus highlighted and made visible at night. These devices have the disadvantage of not being able to illuminate images made on an opaque support, and cause a strong loss of light energy at the crossing of a translucent support and a 2v paper image. It is of the utmost interest to use these frontal lighting devices in an industry, that of advertising, or their characteristics, which are now unknown to those skilled in the art, can make great progress . The advertising industry presents its own requirements. The device must be simple, inexpensive, easy to 2- Care and allow a frequent change of an image. A frontal lighting device has never been used before, because the designers did not have the intuition of its impact and its interest for this market. The present invention is therefore the application of a front lighting device to the commercial advertising industry on solid support. By solid support is meant, in opposition to any other, a diffusing image on a solid support, paper, polymer, wood or metal. In contrast, for example, an image created by high frequency variable imposition of an electric field on a liquid crystal layer will be considered. In this memo it is appropriate to name the "claimed application" the commercial advertising industry on solid support, and "object" in brackets the object to be illuminated. In particular and according to a preferred embodiment of the invention this "object" can easily be interchangeable and does not form a part of the device because of the presence of an air film between them. According to an essential characteristic of the invention the optical core of the device, or front lighting device itself will be made very simple way to remain low cost and to be used on large areas. Preferably it comprises only the optical guide, the light repeater unit and static protective films on its faces. The present invention also consists in the choice and adaptation of particular technologies to adapt the frontal lighting to the particular constraints of the claimed application. This can be supplemented by additional organs which will be described in this memoir. According to one embodiment, the device described using facets carried by a front face of the guide, facets reflecting light to the other side has at least two unavoidable parasitic effects for S application as a device for lighting frontal of «object»:

1. La lumière traversant la face opposée du guide est partiellement renvoyée par réflexion spéculaire vers l'observateur, créant un parasite visuel très gênant particulièrement dans les parties sombres de l'objet à illuminer 2. Les parties inclinées par rapport au plan du guide définissant les facettes provoquent une distorsion optique SJ qui déforme l'image qui les traverse. On peut ainsi créer une voire deux images supplémentaires décalées par rapport à l'image principale qui constituent des parasites. 1. The light passing through the opposite face of the guide is partially reflected by specular reflection towards the observer, creating a very troublesome visual parasite particularly in the dark parts of the object to be illuminated 2. The parts inclined with respect to the plane of the guide defining the facets cause an optical distortion SJ that distorts the image that passes through them. One can thus create one or two additional images offset from the main image which constitute parasites.

Il est à remarquer que ces défauts peuvent être considérablement réduit dans le cas d'un éclairage d'écran à cristaux liquides, en assurant une continuité de matériaux d'indice de réfraction élevés, proches de celui du guide, entre le guide et l'écran à de façon à éliminer au maximum cette réflexion spéculaire. 2 2950953 On note que la nécessité d'assurer une continuité de matériau d'indice élevé entre le guide et l'objet à éclairer rendrait difficile de changer ce dernier, ce qui n'est pas un inconvénient dans le cas d'un écran à cristaux liquide mais l'est pour l'application revendiquée. Ces dispositifs sont donc bien adaptés à éclairer un écran plat et mal adaptés à éclairer d«( objet » selon S l'application revendiquée dans l'état de la technique . De préférence pour la réalisation de l'invention, les facettes réflectives seront inclinées de telle sorte que la lumière émise par le guide le soit sous un angle compris entre 0 et 45 degrés par rapport au plan du guide optique. La réflexion spéculaire se fait dans ces conditions avec un angle proche ou identique vers la face du guide ou se trouve l'observateur. Elle est donc dirigée vers le haut , le bas ou de coté mais ne gène pas la vision de l'image pour un observateur situé face au guide. 4 Ù Pour améliorer le second inconvénient précité, on disposera ces facettes sur la surface du guide de façon à assurer un faible taux de couverture. De préférence pour la réalisation de l'invention, les facettes seront réalisées dans un matériau transparent dont l'indice de réfraction est supérieur à celui du guide. Par exemple on pourra les réaliser en polyéthylène téréphtalate, en polycarbonate, ou en PVC. 1S On convient d'appeler taux de couverture des motifs extracteurs de lumière le rapport entre la surface du guide couverte par ces motifs et la surface totale de la face du guide qui les porte. De façon plus précise ces facettes comportent une partie amont et une partie aval généralement toutes deux inclinées de façon à assurer, la première le passage de la lumière guidée vers la facette réflectrice et la seconde la réflexion subséquente de cette lumière et son découplage hors du guide. 2 ° De préférence ce taux de couverture sera tel que la fraction de surface occupée par les facettes sur le guide représente entre 5 et 50 fois l'épaisseur de la tranche d'introduction de la lumière. Par surface occupée par la facette, on entend la surface de la facette elle-même et celle de sa partie amont, projetée sur le plan du guide. Pour ces structures, il va de soit que toutes les surfaces décrites et commentées doivent recevoir un poli optique. Z. S Sans sortir du cadre de l'invention la réflexion de la lumière pourra s'effectuer sur une facette dont la face réflectrice 3 est métallisée. Suivant une autre caractéristique souhaitable de l'invention, l'illumination doit être effectuée de façon régulière et homogène sur toute la surface de l'image. On rencontre là un problème général indissociable de ce type d'éclairage : la lumière est consommée lors de sa o propagation dans le guide du fait de son découplage progressif, et les parties aval doivent utiliser un flux continuellement affaibli. Il en résulte une difficulté inhérente à réaliser un éclairage homogène. On a proposé généralement d'utiliser pour remédier à ce défaut un gradient de couverture du motif extracteur de lumière entre la tranche d'alimentation du guide et un autre point du guide plus en aval, de manière à prélever une fraction de plus en plus élevée par unité de surface du flux lumineux circulant dans le guide au fur et à 3 S mesure qu'il y progresse et qu'il s'affaiblit. Cette méthode est cependant d'application industrielle difficile car chaque dimension de guide nécessite un gradient efficace différent, de dimension spécifique et pratiquement sur mesure. Il faut donc trouver un moyen industriellement simple, de bas coût et facile à fabriquer pour résoudre ce problème. ~d Une solution pour la mise en oeuvre de l'invention consiste à supprimer ce gradient et à travailler avec des taux de couverture du motif extracteur de lumière sur le guide constants . On tolère dans ce cas une certaine inhomogénéïté de l'éclairage, mais celle ci peut ne pas excéder un rapport de luminance de 25 % dans tous les cas entre différents points du dispositif, ce qui constitue une différence à peine perceptible par l'oeil. i S D'autre part, il faut réaliser de la façon la plus simple possible un éclairage de dispositifs de tailles très différentes, entre quelques cm2 et plus d'un mètre carré. De plus il faut disposer d'un moyen permettant une mise en oeuvre simple pour l'utilisateur final et facile à présenter sous forme d'une gamme commerciale. It should be noted that these defects can be considerably reduced in the case of LCD screen lighting, by ensuring a continuity of high refractive index materials, close to that of the guide, between the guide and the screen so as to eliminate this specular reflection as much as possible. 2 2950953 It is noted that the need to ensure continuity of high index material between the guide and the object to be illuminated would make it difficult to change the latter, which is not a disadvantage in the case of a screen to liquid crystal but is for the claimed application. These devices are therefore well suited to illuminate a flat screen and ill-suited to illuminate the object claimed in the state of the art according to 5. Preferably, for the embodiment of the invention, the reflective facets will be inclined. in such a way that the light emitted by the guide is at an angle between 0 and 45 degrees to the plane of the optical guide, the specular reflection is made under these conditions with a near or identical angle towards the face of the guide or find the observer, so it is directed upwards, downwards or sideways but does not interfere with the vision of the image for an observer facing the guide 4 Ù To improve the second disadvantage mentioned above, we will have these facets on the surface of the guide so as to ensure a low coverage rate Preferably for the embodiment of the invention, the facets will be made of a transparent material whose refractive index is greater than laughing in the guide. For example we can achieve the polyethylene terephthalate, polycarbonate, or PVC. The ratio of the surface of the guide covered by these patterns to the total area of the face of the guide carrying them is called the coverage ratio of the light extracting patterns. More precisely, these facets comprise an upstream portion and a downstream portion, both of which are inclined so as to ensure, firstly, the passage of the guided light towards the reflecting facet and the second, the subsequent reflection of this light and its decoupling out of the guide. . 2 ° Preferably this degree of coverage will be such that the fraction of surface occupied by the facets on the guide is between 5 and 50 times the thickness of the slice of introduction of light. By surface occupied by the facet means the surface of the facet itself and that of its upstream part, projected on the plane of the guide. For these structures, it goes without saying that all surfaces described and commented must receive an optical polish. Z. S Without departing from the scope of the invention the reflection of light can be performed on a facet whose reflective face 3 is metallized. According to another desirable feature of the invention, the illumination must be performed smoothly and homogeneously over the entire surface of the image. There is a general problem that can not be dissociated from this type of lighting: the light is consumed when it is propagated in the guide because of its progressive decoupling, and the downstream parts must use a continuously weakened flux. This results in an inherent difficulty in achieving uniform illumination. It has generally been proposed to use, in order to remedy this defect, a gradient of coverage of the light extracting pattern between the feed wafer of the guide and another point of the guide further downstream, so as to take up an increasingly larger fraction. per unit area of the luminous flux flowing in the guide as it progresses and weakens. However, this method is industrially difficult because each guide dimension requires a different effective gradient, specific size and practically custom. We must find an industrially simple, low cost and easy to manufacture to solve this problem. A solution for the implementation of the invention is to remove this gradient and to work with coverage rates of the light puller pattern on the constant guide. In this case a certain inhomogeneity of the lighting is tolerated, but this can not exceed a luminance ratio of 25% in all cases between different points of the device, which constitutes a difference hardly perceptible by the eye. On the other hand, it is necessary to achieve in the simplest way possible lighting devices of very different sizes, between a few cm2 and more than one square meter. Moreover, it is necessary to have a means allowing a simple implementation for the end user and easy to present in the form of a commercial range.

Ce problème pourra être abordé par au moins trois voies : rd 1. En utilisant un taux de couverture en motifs extracteurs de lumière constant sur toute l'étendue du guide associé à des épaisseurs de guide variables, une épaisseur plus élevée étant associée à un dispositif plus grand. 2. En associant une épaisseur de guide constante à des taux de couverture en motifs extracteurs de lumière constants sur toute l'étendue du guide mais variables d'un dispositif à l'autre, un taux de couverture plus s S faible étant associé à un dispositif plus grand. 3. En utilisant une seule épaisseur de guide et un seul taux de couverture, c'est à dire un seul produit, associé à un dispositif d'introduction de lumière dans le guide spécifique : On incline et on collimate le rayon lumineux parcourant le guide suivant un certain angle ajustable à son introduction dans la tranche 3 2950953 d'illumination de façon à provoquer des réflexions répétées de nombre variable de ce rayon sur les faces du guide. Un angle d'introduction moins élevé est associé à un dispositif plus grand. 4. Généralement, par l'un des moyens décrits ci dessus, et en créant une seconde source de lumière à l'extrémité opposée du guide à la tranche d'illumination soit en rétroréfléchissant la lumière arrivant en fin S de guide soit en ajoutant une seconde source lumineuse symétrique de la première. This problem can be addressed by at least three ways: rd 1. By using a coverage rate of constant light extracting patterns throughout the guide range associated with variable guide thicknesses, a higher thickness being associated with a device bigger. 2. By associating a constant guide thickness with coverage rates in light extracting patterns constant throughout the guide but variable from one device to another, a lower coverage rate S being associated with a larger device. 3. Using a single guide thickness and a single coverage ratio, ie a single product, associated with a light introduction device in the specific guide: The light beam traversing the guide is tilted and collimated at a certain angle adjustable to its introduction into the illumination wafer 3 so as to cause repeated reflections of variable number of this ray on the faces of the guide. A lower introduction angle is associated with a larger device. 4. Generally, by one of the means described above, and creating a second light source at the opposite end of the guide to the illumination wafer either by retroreflecting the light arriving at the end of the guide or by adding a second symmetrical light source of the first.

Enfin on pourra utiliser une combinaison de ces stratégies. Finally we can use a combination of these strategies.

Suivant un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, on protégera pour leur transport les motifs extracteurs de lumière par une feuille de protection couvrant la surface du guide qui les porte. According to one embodiment of the device according to the invention, the light-extracting patterns will be protected for their transport by a protective sheet covering the surface of the guide carrying them.

De façon connue dans l'état de l'art, on peut réaliser ces dispositifs par moulage d'un substrat sur le guide. On ? J peut par exemple déposer ce substrat directement sur le guide sous forme d'une résine, le mouler par pressage à l'aide d'une matrice comportant en creux la forme des excroissances souhaitées en relief et polymériser la résine, soit par polymérisation thermique soit par polymérisation sous Ultra Violet. On peut également déposer à chaud et mouler une résine fondue qui se solidifie par refroidissement. Alternativement, au lieu de réaliser les excroissances sur le guide on peut les réaliser sur un film transparent que Ç l'on dépose ultérieurement sur le guide et en contact optique avec lui à l'aide d'une colle transparente d'indice de réfraction suffisement élevé et de préférence supérieur à celui du guide. Cette colle peut être un adhésif sensible à la pression ou PSA. In a manner known in the state of the art, these devices can be produced by molding a substrate on the guide. We ? For example, it is possible to deposit this substrate directly on the guide in the form of a resin, to mold it by pressing with the aid of a matrix that has the shape of the desired protrusions in relief and to polymerize the resin, either by thermal polymerization or by polymerization under Ultra Violet. It is also possible to heat deposit and mold a molten resin which solidifies by cooling. Alternatively, instead of making the growths on the guide can be made on a transparent film that is subsequently deposited on the guide and in optical contact with it with a transparent glue of sufficient refractive index high and preferably higher than that of the guide. This glue can be a pressure-sensitive adhesive or PSA.

La présente invention est de plus un dispositif autonome pouvant fonctionner sans liaison électrique filaire raccordée au réseau, comportant plusieurs organes distincts : premièrement le dispositif d'éclairage frontal 1- ' éclairé par des LED blanches ou colorées, deuxièmement un générateur d'énergie autonome comme des piles des accumulateurs ou des cellules solaires photovoltaïques et des accumulateurs, troisièmement une électronique de commande, et quatrièmement des capteurs .Ces capteurs peuvent être, seuls ou en combinaison, des cellules photoélectriques permettant de mesurer l'éclairement ambiant, des capteurs de présence, de mouvement ou de volume permettant de détecter le voisinage d'un observateur, et une horloge. r(,. 5 L'utilité et la coordination de ces différents organes va maintenant être décrite. L'énergie d'éclairage peut être stockée de jour dans les accumulateurs par le courant généré par les cellules photovoltaïques. D'une façon générale le dispositif suivant l'invention est extrêmement économique en énergie. En effet on pourra obtenir un éclairement significatif de plus de 150 lux de 1«< objet », et en particulier compris entre 150 et '3 a 600 lux, avec des puissances de diodes électroluminescentes très faible de l'ordre de l'ordre de ou inférieures à 6 watt / m2 de surface éclairée. Ceci est du au fait que la lumière est utilisée de façon optimale sans déperdition au travers de l'épaisseur du support matériel de l'image. On peut utiliser ce dispositif avec une électronique de commande et un capteur comme une cellule solaire permettant d'éteindre et d'allumer le dispositif en fonction des conditions de luminosité . On peut également 3 S l'utiliser avec une horloge et une électronique de commande permettant d'éteindre et d'allumer le dispositif d'éclairage en fonction d'un programme horaire défini, correspondant au rythme annuel des horaires de coucher et de lever du soleil préprogrammés en mémoire, et des horaires de fréquentation nocturne maximum au voisinage de 1«objet ». On pourra également les coupler à des détecteurs de mouvement ou de présence afin de n'éclairer 1«< objet» que lorsque un observateur passe à sa proximité. Les capteurs de présence peuvent être en général en l'état actuel de la technique des capteurs infrarouge, des capteurs à ultrason, des capteurs radar, ou des capteur laser. Les cellules photovoltaïques peuvent être en général en l'état actuel de la technique des cellules basées sur du silicium amorphe, du silicium polycristallin, ou du silicium monocristallin. Ces deux dernières voies sont 4 S privilégiées du fait de leur meilleure efficacité et de la surface de panneau solaire réduite qu'elles permettent. La source lumineuse permettant l'illumination de la tranche 5 du guide optique plan 1 selon l'invention pourra être constituée de toute source ponctuelle, linéaire ou plane connue dans l'état de l'art, comme un tube fluorescent, un tube néon, des lampes à incandescence, des lampes à arc, des diodes électroluminescentes blanches ou colorées, etc... On pourra utiliser des sources ponctuelles ou quasi ponctuelles comme des lampes à 3' d incandescence, diodes électroluminescentes ou des lampes à arc associées à un dispositif collecteur comme un miroir ellipsoïde et un faisceau de fibres optiques permettant la répartition linéaire sur la tranche du guide du rayonnement de la lampe. The present invention is furthermore an autonomous device that can operate without a wired electrical connection connected to the network, comprising several distinct organs: firstly the front lighting device 1 'lit by white or colored LEDs, secondly an autonomous energy generator such as accumulators or photovoltaic cells and accumulators, third control electronics, and fourthly sensors. These sensors can be, alone or in combination, photocells for measuring ambient illumination, presence sensors, movement or volume to detect the vicinity of an observer, and a clock. The utility and coordination of these different components will now be described.The lighting energy can be stored in the accumulators by the current generated by the photovoltaic cells in the daytime. According to the invention, it is extremely economical in terms of energy, since it will be possible to obtain a significant illumination of more than 150 lux of the "object", and in particular of between 150 and 3 to 600 lux, with very high power levels of light-emitting diodes. This is due to the fact that the light is used optimally without loss through the thickness of the material support of the image. This device can be used with a control electronics and a sensor such as a solar cell to switch the device on and off depending on the light conditions. with a clock and control electronics for turning off and on the lighting device according to a defined time schedule, corresponding to the annual rhythm of the pre-programmed sunrise and sunset times, and schedules maximum night-time attendance in the vicinity of the "object". They can also be coupled to motion or presence detectors in order to illuminate the "object" only when an observer passes close to it. Presence sensors may be generally in the current state of the art infrared sensors, ultrasonic sensors, radar sensors, or laser sensors. Photovoltaic cells can be generally in the current state of the art of cells based on amorphous silicon, polycrystalline silicon, or monocrystalline silicon. These last two channels are 4 S preferred because of their better efficiency and the reduced solar panel area they allow. The light source allowing the illumination of the slice 5 of the plane optical guide 1 according to the invention may consist of any point source, linear or plane known in the state of the art, such as a fluorescent tube, a neon tube, incandescent lamps, arc lamps, white or colored light-emitting diodes, etc. Point or quasi-point sources such as 3 'incandescent lamps, light-emitting diodes or arc lamps associated with a device may be used. collector such as an ellipsoidal mirror and a bundle of optical fibers allowing the linear distribution on the edge of the guide of the radiation of the lamp.

L'invention sera rendue plus claire à la lecture des dessins qui vont suivre. The invention will be made clearer by reading the following drawings.

La figure 1 représente une vue en coupe d'un dispositif suivant la voie de réalisation ici décrite. Figure 1 shows a sectional view of a device according to the embodiment described here.

Un guide de lumière plan 1 conduit des rayons lumineux 8 par une suite de réflexions totales sur ses parois jusqu'à ce que le rayon lumineux atteigne le plan incliné 3 d'une facette 2 portée par une face du guide sous un angle tel qu'il est réfléchi par réflexion totale à l'interface entre le matériau de la facette et l'air et se trouve découplé hors du guide et illumine un objet ou image à éclairer 4 en traversant la face opposée du guide 1" à S celle 1' portant la facette . L'image 4 est rendue lumineuse et visible pour un observateur O situé de l'autre coté du guide 1 transparent. La lumière est alimentée dans le guide par la tranche 5. Dans ces conditions, il est inévitable qu'une partie 9 du flux lumineux 8 dévié vers l'objet 4 soit réfléchie par réflexion spéculaire sur la face 1", et provoque une gêne pour l'observateur O dans un certain angle de vision ou dans une certaine ouverture angulaire de vision. Cette ouverture angulaire de vision gênée dépend de l'ouverture angulaire du '1 d faisceau parcourant le guide et des indices de réfraction du guide et du matériau transparent constituant la facette 2. Plus cette ouverture angulaire sera grande, plus la vision de l'objet 4 sera gênée. Afin de résoudre ce probléme, les facettes 3 sont inclinées de telle sorte que les rayons lumineux découplés émis hors du guide par réflexion le soient essentiellement dans un angle avec le plan du guide compris entre 0 et 45 °. Dans le cas d'un guide de PMMA et de facettes réalisées en un matériau transparent d'indice de réfraction de 1.57 comme du 1 S PolyEthyléne Téréphtalate, l'angle de ces facettes 3 avec la face principale du guide optique sera optimalement compris entre 18.8 et 13.8 degrés d'angle. Figure 2 on a représenté vue en plan une disposition permettant d'assurer un éclairage homogène d'une surface par un guide plan suivant l'invention . La surface du guide 1 est couverte par une proportion constante de facettes 2 sur toutes les zones du guide 1. Dans cette voie de réalisation, les facettes 2 s'étendent latéralement et 2 v perpendiculairement à la direction moyenne de propagation des rayons lumineux dans le guide sur toute la largeur du guide de façon continue. De façon générale, on obtiendra à l'aide de cette disposition un éclairage substantiellement homogène avec un bon rendement lumineux si la fraction de surface couverte par les excroissances 2 sur la totalité de l'étendue du dispositif représente cinq à cinquante fois la surface de la tranche d'alimentation 5. rL , On notera cependant que sans sortir du cadre de l'invention, on pourra réaliser un dispositif dont le taux de couverture varie d'un point à l'autre du guide et augmente lorsque l'on s'éloigne de la tranche d'introduction de la lumière de façon à obtenir un éclairage homogéne sur toute l'étendue du guide. La figure 3 représente vu en plan un dispositif du même type que celui illustré figure 1 pour lequel les motifs 2 sont sous forme de segments discontinus s'étendant sur une fraction de largeur du guide. Comme précédemment, 3 d on obtiendra à l'aide de cette disposition un éclairage substantiellement homogène avec un bon rendement lumineux si la fraction de surface couverte par les excroissances 2 sur la totalité de l'étendue du dispositif représente cinq à cinquante fois la surface de la tranche d'alimentation en lumiére. Si l'on suppose le faisceau lumineux parcourant le guide suffisamment collimaté, et incliné par rapport au plan du guide et orthogonalement à celui ci d'un angle 1, la lumière se propage par une suite de réflexions totales sur les faces 1' et 1". Si l'on S suppose que le taux de couverture du guide par les excroissances 2 « i » est constant, la fraction de lumière extraite lors de chaque réflexion est constante et égale à ce taux de couverture. Ainsi si ce taux est de 10%, 10% de la lumière incidente sera extraite lors de chaque réflexion du faisceau sur la face 1'. On conçoit qu'ainsi le faisceau s'atténue lors de son parcours, la rapidité de cette décroissance étant liée au taux de couverture du guide par les motifs 2 et à l'angle 1. Plus ce taux de couverture sera grand et plus X sera élevé, plus rapide sera 3 0 l'atténuation. Si maintenant on ajuste 1 pour un i donné de façon à extraire une fraction donnée de la lumière sur la totalité de la longueur du guide, par exemple 50%, et que l'on renvoie ce faisceau lumineux dans le guide par un miroir situé sur la tranche du guide opposée à la tanche illuminée, on poursuit le découplage du rayon lumineux de façon symétrique si l'on réalise les facettes de façon symétriques et l'on améliore l'homogénéité de l'éclairement 3S de l'image 4 de façon substantielle. Ainsi, dans ce cas d'exemple, la surface à éclairer 4 était éclairée par un flux deux fois plus lumineux à proximité de l'entrée que proche de la sortie du flux lumineux sans rétroéclairage, et par un flux seulement 1,25 fois plus lumineux proche de l'entrée que proche de la sortie avec rétroéclairage. Une telle différence d'éclairement entre 1 et 1,25 est à peine perceptible à l'oeil nu. D'autre part le rendement lumineux passe de 50 % à 75 %, ce qui est une augmentation considérable. Il va de soit que cet exemple n'est 4 B pas limitatif et que d'autres compromis peuvent être réalisés sans sortir du cadre de l'invention. A plane light guide 1 conducts light rays 8 by a series of total reflections on its walls until the light ray reaches the inclined plane 3 of a facet 2 carried by a face of the guide at an angle such that it is reflected by total reflection at the interface between the material of the facet and the air and is decoupled from the guide and illuminates an object or image to be illuminated 4 by crossing the opposite face of the guide 1 "to S that 1 ' The image 4 is made luminous and visible to an observer O located on the other side of the transparent guide 1. The light is fed into the guide by the slice 5. In these conditions, it is inevitable that Part 9 of the luminous flux 8 deflected towards the object 4 is reflected by specular reflection on the face 1 ", and causes discomfort for the observer O in a certain angle of vision or in a certain angular aperture of vision. This angular aperture of obstructed vision depends on the angular aperture of the beam 1 traveling through the guide and the refractive indices of the guide and the transparent material constituting the facet 2. The greater this angular aperture, the greater the vision of the object. 4 will be embarrassed. In order to solve this problem, the facets 3 are inclined so that the decoupled light rays emitted from the reflection guide are essentially at an angle to the plane of the guide between 0 and 45 °. In the case of a PMMA guide and facets made of a transparent refractive index material of 1.57 such as 1S polyethylene terephthalate, the angle of these facets 3 with the main face of the optical guide will be optimally between 18.8. and 13.8 degrees of angle. Figure 2 is shown in plan view a provision for providing uniform illumination of a surface by a guide plane according to the invention. The surface of the guide 1 is covered by a constant proportion of facets 2 on all the zones of the guide 1. In this embodiment, the facets 2 extend laterally and 2 v perpendicular to the mean direction of propagation of the light rays in the guide the entire width of the guide continuously. In general, this arrangement will provide substantially homogeneous illumination with a good luminous efficiency if the surface fraction covered by the protuberances 2 over the entire extent of the device represents five to fifty times the surface area of the light. slice power 5. rL, Note however that without departing from the scope of the invention, we can achieve a device whose coverage varies from one point to another of the guide and increases when we s' away from the slice of introduction of light so as to obtain homogeneous illumination over the entire extent of the guide. 3 is a plan view of a device of the same type as that shown in FIG. 1 for which the patterns 2 are in the form of discontinuous segments extending over a width fraction of the guide. As above, 3 one will obtain using this arrangement a substantially homogeneous illumination with a good luminous efficiency if the surface fraction covered by the protuberances 2 over the entire extent of the device represents five to fifty times the surface of the light supply slice. Assuming the light beam traversing the guide sufficiently collimated, and inclined relative to the plane of the guide and orthogonally to that of an angle 1, the light is propagated by a series of total reflections on the faces 1 'and 1 If we suppose that the rate of coverage of the guide by the excrescences 2 "i" is constant, the fraction of light extracted during each reflection is constant and equal to this rate of coverage. 10%, 10% of the incident light will be extracted during each reflection of the beam on the face 1. It is conceivable that thus the beam attenuates during its course, the speed of this decrease being related to the coverage rate of the 2) and at angle 1. The greater the coverage rate, and the higher X will be, the faster the attenuation will be: if we now adjust 1 for a given i so as to extract a given fraction light over the entire length of the guide, for example 50%, and that one returns this light beam in the guide by a mirror located on the edge of the guide opposite to the illuminated tench, one continues the decoupling of the light ray symmetrically if one realizes the facets symmetrically and improves the homogeneity of the illumination 3S of the image 4 substantially. Thus, in this exemplary case, the surface to be illuminated 4 was illuminated by a flux twice as bright near the entrance as close to the output of the luminous flux without backlight, and by a flux only 1.25 times more bright near the entrance that close to the exit with backlight. Such a difference in illumination between 1 and 1.25 is barely perceptible to the naked eye. On the other hand the light output goes from 50% to 75%, which is a considerable increase. It goes without saying that this example is not limited to B and that other compromises can be made without departing from the scope of the invention.

La figure 4 représente vue en coupe une manière de moduler l'ouverture angulaire y du faisceau lumineux se propageant dans le guide 1. La source 15 émettant suivant une ouverture angulaire S est collimatée par une lentille 16 de façon à redresser le faisceau et à le collimater suivant une ouverture angulaire plus faible y. Ce faisceau peut être incliné d'un angle moyen 1 par rapport au plan du guide. FIG. 4 represents a sectional view of a way of modulating the angular aperture y of the light beam propagating in the guide 1. The source 15 emitting in an angular aperture S is collimated by a lens 16 so as to straighten the beam and to the collimate with a lower angular aperture y. This beam can be inclined at an average angle 1 relative to the plane of the guide.

La figure 5 et la figure 6 représentent vu respectivement de face et de profil un mobilier urbain comprenant un dispositif d'éclairage par la tranche. Ce mobilier peut présenter une dimension d'image de l'ordre de 2 m2. La ou les faces du mobilier portent un dispositif d'éclairage frontal 31 derrière lequel se trouve l'image à éclairer comprise dans un bâti métallique qui peut être mince 32. Il comprend horizontalement sur sa partie 4$ supérieure, incliné ou non, un panneau de cellules solaires 30. Ce panneau peut avoir entre 0.5 et 1.5 m2 par exemple. L'énergie photovoltaïque reçue pendant le jour est stockée dans des accumulateurs et restituée le soir et le matin, et d'une façon plus générale durant les périodes à faible luminosité ambiante et forte fréquentation, à des diodes électroluminescentes à haut rendement alimentant en lumiére le dispositif d'éclairage frontal S permettant d'éclairer l'image. On pourra compléter le dispositif par un détecteur de présence 34 et un minuteur, qui provoquera l'illumination du panneau ou l'augmentation de l'illumination du panneau lorsqu'une présence sera détectée à proximité de celui-ci, pendant un temps donné. L'éclairement du panneau pourra être compris entre 150 et 600 lux ou plus, selon la zone urbaine ou campagnarde et son niveau d'éclairement nocturne. Les batteries et l'électronique de commandes peuvent être disposées dans le pied 33 de l'appareil. 1 d La figure 7 représente un autre exemple d'un dispositif d'éclairage publicitaire. Il est constitué d'une partie éclairée de 0.5 m2 environ, soit de 0.6 par 0.8 m par exemple, comme celles posées sur la devanture des commerçants. Celles-ci sont verticales et ne peuvent être assurées de recevoir de la lumière du soleil directe. On leur adjoindra 0.5 m2 de cellules photovoltaïques disposées verticalement frontalement à une vitrine ou une porte vitrée de façon à stocker une énergie diffuse pendant le jour dans des batteries, et à restituer un éclairage 1 S durant la nuit par des LED à haut rendement couplées à un dispositif d'éclairage frontal (31). Cet éclairage peut être relativement faible, 150 à 600 lux, mais suffisamment visible en ambiance urbaine, et associé comme précédemment à un détecteur de présence et à un minuteur, et à une électronique de commande. FIG. 5 and FIG. 6 show, respectively, front and side street furniture comprising a lighting device by the edge. This furniture can have an image size of the order of 2 m2. The one or more faces of the furniture bear a front lighting device 31 behind which is the image to be illuminated included in a metal frame which can be thin 32. It includes horizontally on its upper part $ 4, inclined or not, a panel of solar cells 30. This panel may have between 0.5 and 1.5 m2 for example. The photovoltaic energy received during the day is stored in accumulators and restored in the evening and in the morning, and more generally during periods of low ambient light and high attendance, to high-efficiency light-emitting diodes supplying light to the light. front lighting device S for illuminating the image. The device may be completed by a presence detector 34 and a timer, which will cause the panel to be illuminated or the panel to be illuminated when a presence is detected near it for a given time. The illumination of the panel may be between 150 and 600 lux or more, depending on the urban or rural area and its level of night illumination. The batteries and the control electronics can be arranged in the foot 33 of the apparatus. 1 d Figure 7 shows another example of an advertising lighting device. It consists of an illuminated part of 0.5 m2 or 0.6 by 0.8 m for example, as those placed on the front of merchants. These are vertical and can not be guaranteed to receive direct sunlight. We will add 0.5 m2 of photovoltaic cells arranged vertically frontally to a showcase or a glass door so as to store a diffuse energy during the day in batteries, and to restore a 1S lighting during the night by high efficiency LEDs coupled to a front lighting device (31). This lighting can be relatively low, 150 to 600 lux, but sufficiently visible in urban environment, and associated as previously with a presence detector and a timer, and a control electronics.

Claims

1. A front lighting device comprising an optical guide illuminated by its edge, and a decoupling pattern deposited on one of the surfaces providing conduction by total reflection or included in its thickness and made in such a way as to maintain a substantial transparency to the device. characterized in that it is applied to advertising on a solid support.

2- Device according to claim 1 characterized in that the decoupling pattern is constituted by facets disposed on the front face of the guide, inclined facets and arranged to reflect the guided light which is incident to the opposite side of the guide to that wearing the facets.

3- Device according to claim 2 characterized in that the facets 3 causing the decoupling are made of transparent material whose refractive index is greater than that of the guide. e1 p

4- Device according to claim 2 or claim 3 characterized in that the inclination of the facets is such that the light is decoupled from the guide by making an angle between 0 ° and 45 ° with the surface ensuring the conduction by total reflection .

5- Device according to claim 3 characterized in that the facets are made of polyethylene terephthalate, polycarbonate, or PVC.

6- Device according to any one of claims 1,2,3,4 or 5 characterized in that it is autonomous in energy in that it comprises firstly the front lighting device illuminated by white or colored LEDs, secondly, an autonomous electric power generator for supplying LEDs such as batteries, accumulators or photovoltaic solar cells associated with accumulators, thirdly control electronics, and fourth sensors 1-0

7- Device according to claim 6 whose sensors are either photocells, or presence sensors, or motion sensors, a clock, or more of these elements simultaneously

8- Device according to claim 7 characterized in that it is applied to street furniture.

9- Device according to claim 8 characterized in that it comprises 0.5 to 1.5 m2 of photovoltaic cells arranged to receive maximum sunlight 2 5

10- Device according to claim 7 characterized in that it is intended to be placed behind the glass wall of a commercial room and characterized in that it is provided with a substantially vertical photovoltaic cell panel facing said wall .