FR2991059A1 - Element de verre a emission laterale - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne des éléments de verre à émission latérale comprenant des éléments de guidage de lumière (1) reliés entre eux de manière inséparable au niveau de leurs circonférences, et au moins un élément diffusant (3). L'élément diffusant est relié de manière inséparable à la circonférence d'au moins un élément (1). Les éléments (1) sont constitués d'un verre d'indice de réfraction n , les éléments de guidage de lumière individuels n'étant pas entourés d'une gaine. La lumière guidée peut passer à travers une limite de phase séparant les éléments (1) et ainsi atteindre l'élément diffusant (3).

Description

Description La présente invention concerne un élément de verre à émission latérale qui émet latéralement des parties de la lumière guidée dans celui-ci, un procédé de production dudit élément de verre, et son utilisation. Des éléments de verre à émission latérale de ce type sont par exemple exigés pour des applications d'éclairage, qu'il s'agisse d'un éclairage décoratif, d'un éclairage de signalisation, ou de l'éclairement d'espaces.
L'effet de guidage optique de la lumière guidée dans des éléments de verre se fonde sur le principe de la réflexion totale de la lumière guidée dans un milieu entourant l'élément de verre et présentant un indice de réfraction inférieur. Une réflexion totale se produit lorsque le milieu environnant présente un indice de réfraction inférieur à celui de l'élément de verre guidant la lumière. Cependant, la condition de réflexion totale n'est possible que jusqu'à un certain angle critique de la lumière incidente sur le milieu, ledit angle dépendant des indices de réfraction de l'élément de verre et du milieu qui l'entoure. L'angle critique Nin, c'est-à-dire l'angle le plus faible pour lequel une réflexion totale se produit encore, peut être calculé par sin ((3min) = n2 / n1, où Nin est rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de la principale de guidage de la lumière, n1 verre et Le milieu également la transport dans l'élément. Cependant, dans 35 verre à émission latérale, la lumière est intention- nellement couplée en sortie de l'élément de verre et mesuré par 25 direction représente représente l'indice de réfraction du milieu. environnant peut généralement être de l'air, mais une gaine de verre. 30 On cherche généralement à guider le mieux possible lumière dans un élément de guidage de lumière, c'est-à-dire dans le but de perdre aussi peu de lumière que possible pendant son injection dans l'élément et pendant son un élément de n2 l'indice de réfraction de l'élément de extraite de ce dernier. En général, on souhaite obtenir une extraction uniforme qui, dans le cas idéal, a pour effet qu'un élément de verre à émission latérale apparaisse sous la forme d'un ruban ou d'une ligne uniformément lumineux.
Cela le rend intéressant dans diverses applications, notamment dans les technologies d'éclairage. Au sens de l'invention, par émission latérale, on entend le fait que l'élément de verre est capable de guider la lumière mais également d'émettre de la lumière latéralement, qu'il soit ou non en fonctionnement, c'est-à-dire qu'une source de lumière lui soit effectivement reliée et que la lumière soit ou non allumée. Divers procédés de production de l'effet d'émission latérale dans les guides de lumière sont connus de l'art 15 antérieur, notamment en association avec des fibres. Un procédé connu consiste à extraire la lumière dans le coeur de la fibre. La demande de brevet japonaise publiée JP 9258028 A2 divulgue des fibres à saut d'indice à émission latérale 20 dans lesquelles l'extraction de la lumière doit être produite au moyen d'un coeur non circulaire. L'extraction est perturbée si la lumière est incidente sur l'interface entre le coeur de la fibre et la gaine sous des angles qui sont inférieurs à l'angle critique de réflexion totale PMin- 25 Du fait des géométries à coeur non circulaire décrites, par exemple du fait de formes carrées, triangulaires ou en étoile, des régions géométriques dans lesquelles il est possible d'extraire de la lumière qui serait par ailleurs guidée par réflexion totale, sont produites dans le coeur. 30 La production de fibres à émission latérale au moyen de géométries du coeur de ce type se heurte cependant au problème que l'extraction de la lumière est dans ce cas très peu efficace. La lumière est guidée dans la fibre sous de très faibles angles d'incidence par rapport à la gaine 35 et les géométries de coeurs décrites s'étendent suivant l'axe de la fibre. Par conséquent, il n'existe pratiquement pas de zones dans lesquelles on obtient un angle inférieur à f3min. De plus, il est très compliqué d'utiliser les géométries de coeurs divulguées dans le document JP 9258028 A2 pour des fibres composées de verre en raison du fait qu'il est très difficile de produire des préformes correspondantes, comme celles l'étirage de fibres. Par ailleurs, dans le cas précis des fibres de verre, la résistance à la cassure de fibres de ce type présentant des diamètres de coeur de fibre circulaires, est fortement réduite. C'est vraisemblablement pour cela que ledit document ne divulgue que des fibres composées de polymères. Un autre procédé permettant l'extraction de la lumière d'un coeur de fibre est décrit dans le document US 4466697. 15 Conformément à ce document, des particules réfléchissant et/ou diffusant la lumière sont mélangées au sein du coeur de fibre par ailleurs homogène. Dans ce cas, il s'avère difficile de produire des fibres relativement longues présentant des propriétés d'émission latérale uniformes 20 étant donné que le guidage de lumière se produisant dans le coeur est atténué par l'absorption par les particules ajoutées au coeur, en raison du fait qu'il n'existe pas de particules produisant un effet de diffusion totale, mais que seules sont présentes celles qui diffusent presque 25 entièrement la totalité de la lumière incidente. Étant donné que dans le cas de particules uniformément réparties dans le coeur, la probabilité que la lumière guidée dans le coeur soit incidente sur ces particules est très élevée, la probabilité d'absorption est également très élevée, même si 30 le nombre total de particules est faible. Cela signifie que l'échelle de l'effet d'extraction ne peut également être modifiée qu'avec une grande difficulté, rendant ainsi complexe ou pratiquement impossible l'obtention de résultats reproductibles. 35 La possibilité d'une modification d'échelle au sens de la présente invention doit être comprise comme signifiant qui sont exigées pour non la possibilité d'un réglage ciblé de l'effet d'émission latérale sur toute la longueur de l'élément de verre. Cela est nécessaire en raison du fait que les longueurs de ce dernier peuvent fortement varier selon les différentes applications, le but étant cependant d'obtenir une intensité d'émission lumineuse qui soit aussi uniforme que possible sur la totalité de la longueur de l'élément. En variante à l'extraction directe de la lumière à partir du coeur de la fibre, certaines propriétés d'émission latérale des fibres peuvent également être provoquées par des effets se produisant à l'interface entre le coeur de la fibre et la gaine. Le document WO 2009/100834 Al concerne l'introduction de régions diffusantes à l'interface entre le coeur et la gaine d'une fibre. A cet effet, un matériau correspondant est fondu sur le coeur de la fibre pendant l'étirage de la fibre. Du fait du contact entre les régions diffusantes et la gaine de la fibre, une extraction latérale très efficace de la lumière est obtenue, les régions diffusantes sont elles-mêmes protégées par le matériau environnant et font partie intégrante de la fibre. Les fibres de guidage de lumière à émission latérale décrites dans le document cité ci-dessus permettent de produire des guides de lumière à émission latérale flexibles et relativement longs. Cependant, des expériences ont montré que si des guides de lumière rigides sont produits conformément à cette solution, on obtient généralement des milliers de fibres individuelles émettant latéralement qui sont superposées les unes aux autres, cela réduisant l'efficacité de l'émission latérale, seul un profil d'émission latérale s'étendant radialement le long de l'axe de la fibre pouvant être obtenu. Des fibres rigides qui émettent latéralement dans des angles solides bien précis ne peuvent donc pas être produites ou peuvent au mieux être produites de manière défavorable. De plus, un effet de débordement défavorable des couleurs peut être observé, celui-ci se produisant lorsque de la lumière blanche est injectée dans des fibres rigides de ce type. Cet effet est vraisemblablement provoqué par les très faibles dimensions des centres diffusants utilisés. Des éléments de verre rigides qui émettent latéralement dans des angles solides définis sont décrits dans le document DE 10 2011 084 062 Al, éléments de verre dans lesquels une tige de verre est munie d'un revêtement coloré sur sa circonférence extérieure, par exemple par impression. Cette solution présente l'inconvénient que la tige de verre revêtue ne peut plus être soumise à un traitement à chaud, c'est-à-dire que cette tige ne peut plus être soumise à une modification de forme après revêtement. De plus, la couche est sensible. En variante, la tige de verre peut être revêtue après qu'elle a été soumise à un formage à chaud, mais cela impose des contraintes plus importantes à la technologie de revêtement et augmente donc les coûts de production de manière inacceptable pour de nombreuses applications. Dans ce contexte, l'objet de la présente invention est 20 de fournir un élément de verre à émission latérale, dans lequel la position de l'émission latérale peut être réglée de façon ciblée, pouvant être soumis à un traitement à chaud, pouvant être mis en oeuvre de façon rigide, provoquant des décalages de couleur axiaux aussi faibles 25 que possible et pouvant être produit à faible coût. Cet objet est atteint au moyen de l'élément de verre à émission latérale décrit ci-après et du procédé destiné à le produire. Des modes de réalisation préférés sont également décrits. Des variantes de réalisation et des 30 applications avantageuses sont également mentionnées dans la présente description. L'élément de verre à émission latérale de l'invention comprend une pluralité d'éléments de guidage de lumière qui sont reliés les uns aux autres de manière inséparable au 35 niveau de leurs surfaces circonférentielles, et au moins un élément diffusant. L'élément diffusant est relié de manière inséparable à la surface circonférentielle extérieure d'au moins un élément de guidage de lumière. Les éléments de guidage de lumière sont constitués d'au moins un verre d'indice de réfraction n1, les éléments de guidage de 5 lumière individuels n'étant pas entourés d'une gaine. Conformément à l'invention, une limite de phase est présente entre les éléments de guidage de lumière, c'est-à-dire que les éléments de guidage de lumière présentent l'avantage de ne pas être entièrement fusionnés les uns aux 10 autres pendant la production de l'élément de verre. Dans une section transversale par rapport à l'axe longitudinal de l'élément de verre, les éléments de guidage de lumière peuvent donc être distingués les uns des autres. Lorsque de la lumière est guidée dans l'élément de verre, le guidage 15 de la lumière s'effectue dans les éléments de guidage de lumière suivant la direction principale du guidage de lumière, qui s'étend de manière générale parallèlement à l'axe principal de l'élément de verre. Au moyen des régions interconnectées des éléments de guidage de lumière, une 20 partie de la lumière guidée peut passer en direction oblique ou perpendiculaire à travers la limite de phase et donc atteindre l'élément diffusant. L'élément diffusant a alors pour effet que la lumière incidente sur celui-ci, OU du moins sur une partie de celui-ci, soit émise 25 latéralement par l'élément de verre. Plus particulièrement, l'élément de verre à émission latérale de l'invention est rigide. En d'autres termes, on peut considérer que la limite de phase assure un équilibre entre les propriétés de 30 guidage de la lumière et la possibilité de laisser passer de la lumière vers l'élément diffusant. Sans la limite de phase, l'effet de guidage de la lumière diminuerait et il serait difficile d'obtenir des guides de lumière fonctionnels présentant des propriétés d'émission latérale 35 sur des longueurs satisfaisantes.
L'absence de gaine sur les éléments de guidage de lumière individuels et la présence de la limite de phase distinguent l'élément de verre de l'invention de fibres optiques à saut d'indice à émission latérale de l'art 5 antérieur. Conformément à la solution proposée par l'invention, la gaine entourant les éléments de guidage de lumière individuels empêcherait la lumière guidée de passer à travers celle-ci et aurait pour effet de réduire l'efficacité de l'émission latérale, si ce n'est de la 10 rendre impossible. Au sens de la présente invention, par pluralité d'éléments de guidage de lumière, on entend au moins deux de ceux-ci. Plusieurs dizaines à plusieurs centaines ou même milliers d'éléments de guidage de lumière ou même plus 15 sont généralement utilisés conformément à l'invention. La liaison inséparable entre les éléments de guidage de lumière permet également de distinguer l'élément de verre de l'invention d'un faisceau de fibres à saut d'indice à émission latérale de l'art antérieur, en raison du fait que 20 lesdites fibres sont disposées librement le long les unes des autres. La diaphonie décrite de la lumière guidée, qui est rendue possible par les surfaces circonférentielles extérieures interconnectées des éléments de guidage de lumière et par les limites de phase situées entre ceux-ci, 25 est précisément ce que l'on ne souhaite pas voir se produire dans des fibres à saut d'indice de ce type. Au sens de la présente invention, on entend par surface circonférentielle extérieure la région extérieure des éléments de guidage de lumière, le long de leur axe 30 principal. En particulier, les faces d'extrémité ne sont pas couvertes par ce terme. Plus simplement, l'élément de verre à émission latérale de l'invention est formé par la somme des éléments de guidage de lumière qui sont agencés sensiblement parallèlement les uns aux autres et à 35 l'intérieur desquels ou sur lesquels est incorporé et/ou fixé l'au moins un élément diffusant. La quantité de lumière pouvant être extraite latéralement de l'élément de verre est principalement déterminée par le nombre d'éléments diffusants qu'il contient. Il en résulte que l'effet d'émission latérale est à échelle modifiable. Pour obtenir un élément de verre, les éléments de guidage de lumière et les éléments diffusants sont constitués de verre. Il est préférable que les éléments de guidage de lumière de l'élément de verre de l'invention soient reliés les uns aux autres par complémentarité de forme (on parle de "form-fit" en anglais). Il en est de même pour l'au moins un élément diffusant. Cela offre l'avantage que la lumière guidée peut passer de manière particulièrement efficace d'un élément de guidage de lumière à l'autre et pénétrer dans l'élément diffusant, cela rendant possible une émission latérale très efficace. De plus, du fait de la liaison par complémentarité de forme, il n'existe pas d'interstices entre les éléments de guidage de lumière par l'intermédiaire desquels des contaminants pourraient pénétrer dans l'élément de verre et/ou pourraient conduire à des effets optiques indésirables. Plus particulièrement, les éléments de guidage de lumière et de diffusion reliés les uns aux autres par complémentarité de forme peuvent présenter une section transversale hexagonale.
On préfère également que l'élément de verre à émission latérale de l'invention soit enveloppé le long de sa région circonférentielle extérieure d'une gaine de verre d'indice de réfraction n2. Plus précisément, on a ici n2 < nl, car cela permet en effet d'obtenir une réflexion totale de la lumière guidée dans l'élément de verre et d'obtenir par conséquent les propriétés de guidage de lumière requises de la manière la plus favorable pour de nombreuses applications. Ladite gaine de verre protège également les éléments 35 de guidage de lumière et/ou les éléments diffusants, par exemple vis-à-vis de milieux agressifs et/ou d'endommagements mécaniques. Les diamètres des éléments de guidage de lumière individuels ne sont pas nécessairement identiques dans un élément de verre de l'invention. En effet, des éléments de guidage de lumière ayant des diamètres différents peuvent être présents. Des éléments de guidage de lumière ayant au moins deux diamètres différents se sont révélés être facilement utilisables dans un élément de verre à émission latérale de l'invention. Cela signifie qu'un nombre précis d'éléments de guidage de lumière peuvent être de diamètre dl, tandis que les autres sont de diamètre d2. Les éléments de guidage de lumière de plus petit diamètre peuvent avantageusement remplir les espaces vides séparant les guides de lumière de plus grand diamètre, de manière à pouvoir produire efficacement un élément de verre sans interstices. Dans le cas de sections transversales non circulaires des éléments de guidage de lumière, l'étendue maximale de la section transversale est comprise comme étant le diamètre. Les diamètres des éléments de guidage de lumière et des éléments diffusants dans l'élément de verre sont de préférence adaptés aux diamètres de l'élément de verre. Il est généralement vérifié que plus le diamètre de l'élément de verre est grand, plus le diamètre des éléments de guidage de lumière qu'il contient est grand. Ce fait et/ou les dimensions exactes peuvent cependant dépendre du profil d'éclairement de l'émission latérale devant être obtenue. L'au moins un élément diffusant comprend de préférence 30 un verre comportant des centres diffusants qui sont de par des particules diffusantes et/ou par des régions hétérogènes. Les peuvent notamment apparaître du fait préférence formés incorporées au verre régions hétérogènes d'une séparation de phase et/ou d'une ségrégation du verre. 35 Au sens de la présente invention, les centres diffusants sont tous des particules et/ou des agglomérations de 2 99105 9 10 matériau et/ou des régions hétérogènes, quels qu'en soient la forme, le matériau et/ou la taille, qui peuvent diffuser la lumière guidée. Les centres diffusants peuvent manifester leur effet diffusant, entre autres, sous la 5 forme d'une diffusion classique, notamment la diffusion de Rayleigh et/ou de Mie, ainsi que sous la forme d'une diffraction et/ou d'une réflexion et de processus multiples mettant en jeu ces mécanismes. Leur fonction consiste simplement à dévier la lumière incidente soit de manière 10 individuelle, soit globalement. Si des particules diffusantes sont utilisées en tant que centres diffusants, celles-ci offrent l'avantage d'avoir un diamètre compris entre 10 nm et 5000 nm, et de manière particulièrement avantageuse, entre 100 nm et 15 1200 nm. Pour des particules diffusantes non circulaires, leur étendue maximale, au sens de l'invention, est comprise comme étant le diamètre. Les particules diffusantes peuvent être sélectionnées parmi une multiplicité de matériaux. Il est préférable qu'elles soient sensiblement constituées de 20 particules de Si02 et/ou de BaO et/ou de MgO et/ou de BN et/ou d'AIN et/ou de SN et/ou de Zr02 et/ou de Y203 et/ou d'A1203 et/ou de TiO2 et/ou de Ru et/ou d'Os et/ou de Rh et/ou d'Ir et/ou d'Ag et/ou d'Au et/ou de Pd et/ou de Pt et/ou de carbone de type diamant et/ou de vitrocéramique. 25 Des mélanges de particules diffusantes composées de différents matériaux et/ou de conglomérats de ceux-ci, ainsi que des particules diffusantes qui sont frittées et/ou fusionnées les unes aux autres, peuvent également être envisageables et entrent dans le cadre de l'invention, comme cela est le cas de composants métalliques constitués des oxydes et nitrures seuls mentionnés précédemment. Si des particules diffusantes sont utilisées en tant que centres diffusants, l'indice de réfraction n3 du verre dans lequel elles sont incorporées a avantageusement la même valeur que l'indice n1 du verre des éléments de guidage de lumière. Un indice de réfraction n3 très différent de n1 conduirait à une diminution de l'efficacité de l'émission latérale. Si l'indice de réfraction n3 est sensiblement égal à l'indice de réfraction n1, le guidage de la lumière se produisant dans les éléments de guidage de 5 lumière est le moins perturbé. Par conséquent, une modification d'échelle efficace de l'émission latérale est également possible par le choix de la concentration des particules diffusantes dans les éléments diffusants. Une concentration en particules diffusantes dans la gamme de 10 10 ppm à 1000 ppm, et notamment de 20 ppm à 100 ppm, est particulièrement avantageuse. L'indication de la concentration en ppm désigne dans ce cas la proportion des particules diffusantes par rapport aux proportions en masse des constituants du verre dans lequel sont incorporées les 15 particules diffusantes. Cependant, il est également possible et avantageux que n3 soit supérieur à n1 de telle sorte que la condition n3 nl soit satisfaite. Si des régions hétérogènes du verre des éléments diffusants jouent le rôle de centres diffusants, une 20 variante de réalisation de l'invention consiste à faire en sorte que les régions hétérogènes soient de préférence formées par séparation de phase et/ou ségrégation des constituants du verre dans lequel elles sont incorporées. Les centres diffusants formés par des régions hétérogènes 25 ont de préférence un diamètre de 10 nm à 1000 nm, et de façon particulièrement préférable, de 100 nm à 800 nm. De manière particulièrement avantageuse, lesdits centres diffusants sont sphériques. Pour des centres diffusants non sphériques, au sens de la présente invention, l'étendue 30 maximale est comprise comme étant le diamètre. Le verre dans lequel les régions hétérogènes sont incorporées en tant que centres diffusants peut de préférence être constitué d'un verre de silicate contenant de l'As et du Pb. Dans ce cas, les centres diffusants ont 35 de préférence une teneur accrue en Pb et/ou en As par rapport à la matrice de verre les entourant. En variante, le verre dans lequel les régions hétérogènes sont incorporées en tant que centres diffusants peut être constitué d'un verre de silicate de Ca-Zn contenant du fluor. Les centres diffusants ont alors de préférence une 5 teneur plus élevée en fluor par rapport à la matrice de verre les entourant. De manière particulièrement avantageuse, l'indice de réfraction n3 du verre dans lequel sont incorporés les centres diffusants est au moins supérieur ou égal à l'indice de réfraction nl des éléments 10 de guidage de lumière, c'est-à-dire que la condition n3 nl est remplie de façon particulièrement avantageuse. Comme dans le cas des particules diffusantes utilisées en tant que centres diffusants, dans le cas concernant également les régions hétérogènes utilisées en tant que 15 centres diffusants, outre la propriété de diffusion des régions hétérogènes elles-mêmes définissant un paramètre intrinsèque, l'efficacité de l'extraction latérale de la lumière de l'élément de verre à émission latérale dépend de la concentration en régions hétérogènes de l'élément de 20 verre dans son ensemble. Il a été établi que des concentrations en régions hétérogènes dans les éléments diffusants comprises entre 1 96 et 80 % permettaient une extraction efficace, la gamme la plus favorable étant comprise entre 10 % et 50 %. L'indication de concentration 25 en % désigne dans ce cas la proportion des régions hétérogènes par rapport aux proportions en masse des constituants du verre des éléments diffusants dans lesquels sont incorporées les régions hétérogènes. Lorsqu'on les considère dans leur ensemble, les 30 paramètres au moyen desquels l'effet d'émission latérale peut être réglé de manière préférable, et par conséquent, peut être soumis à une modification d'échelle, sont le nombre d'éléments diffusants dans l'élément de verre, les propriétés de diffusion des centres diffusants utilisés et 35 leur concentration ainsi que le choix des indices de réfraction n1 et n3. Une combinaison appropriée de ces paramètres permet de produire des éléments de verre à émission latérale présentant une grande variété de longueurs qui paraissent très homogènes à l'oeil humain, cela ayant pour résultat que des 5 deviennent dès lors possibles. La position de l'au moins un applications multiples élément diffusant dans l'élément de verre et par conséquent, sa position par rapport aux éléments de guidage de lumière, détermine les propriétés géométriques de l'émission latérale, notamment 10 le profil d'émission latérale, c'est-à-dire l'angle solide dans lequel la lumière guidée est émise latéralement. L'au moins un élément diffusant peut être situé sur le bord de l'élément de verre, mais peut de préférence être entouré de la gaine de verre, ou peut être entouré des éléments de 15 guidage de lumière à des positions quelconques à l'intérieur de l'élément de verre. L'invention couvre également des dispositifs d'éclairage comprenant l'élément de verre à émission latérale décrit ici. Un dispositif d'éclairage de ce type 20 comprend, en association avec l'élément de verre à émission latérale, une source de lumière, qui rayonne de la lumière à l'intérieur d'élément de verre dans son état de fonctionnement. Comme décrit ici, l'élément de verre présente des propriétés de guidage de lumière et d'émission 25 latérale, de telle sorte que, de préférence, au moins 50 % de la lumière injectée soit émise latéralement en sortie dudit élément de verre. L'élément de verre est donc perçu par un observateur comme étant de préférence un ruban lumineux, ou comme étant un corps de verre contenant un 30 ruban lumineux ou au moins certaines structures lumineuses. La proportion effective de la lumière émise latéralement peut être soumise à une modification d'échelle de manière simple et être adaptée aux exigences concernant un élément de verre de l'invention, de telle sorte que la production 35 de l'élément de verre, comme cela sera décrit, s'effectue conformément à ces exigences. Cependant, d'autres rapports d'émission latérale sont possibles, par exemple de 40 % ou de 30 % ou de 20 %. Toutes les sources de lumière appropriées peuvent être utilisées en tant que source de lumière. Les diodes électroluminescentes (LED) sont particulièrement appropriées. Le rayonnement est généralement introduit dans la face d'extrémité de l'élément de verre. Dans le mode de réalisation dans lequel il est prévu une gaine de verre entourant l'élément de verre le long de sa surface circonférentielle extérieure, ladite gaine de verre ne recouvre pas la face d'extrémité. La présence ou non d'autres dispositifs optiques, tels que des lentilles et/ou d'autres guides de lumière, entre la source de lumière et la face d'extrémité, peut varier selon l'application. Il est particulièrement préférable que, dans l'état de fonctionnement, la lumière provenant d'une source de lumière soit injectée dans chaque face d'extrémité. Il est de même possible de munir les faces d'extrémité de l'élément de verre de revêtements appropriés, par exemple de filtres de protection sants, etc. Des IR, de revêtements antiréfléchis- sources de lumière ponctuelles sont particulièrement avantageuses en tant que source de lumière, lesdites sources de lumière ponctuelles focalisant la lumière, en vue d'une efficacité lumineuse optimale, au moyen d'une unité optique montée de telle manière que la lumière soit rayonnée à l'intérieur d'un angle d'acceptation spécifique de l'élément de verre. Compte tenu de leur conception compacte et de leur rendement lumineux relativement élevé, on propose principalement d'utiliser des LED en tant que source de lumière, notamment des LED à lumière blanche ou des LED RGB. Une matrice de LED peut également avantageusement être utilisée, la géométrie de la matrice pouvant être adaptée à la géométrie de la face d'extrémité de l'élément de verre, et inversement. L'application de diodes laser est également possible. Les centres diffusants pourraient également servir de convertisseur du rayonnement incident sur ceux-ci, de telle sorte qu'un rayonnement de plus faible longueur d'onde provenant de la source de lumière puisse être converti en une longueur d'onde plus grande, avec pour effet que le spectre de couleurs de la lumière émise latéralement puisse être différent et/ou décalé par rapport au spectre d'émission de la source de rayonnement. Des finalités différentes du dispositif d'éclairage de l'invention nécessitent des profils d'éclairement différents. Le profil de l'émission latérale correspond à l'espace éclairé par l'émission latérale. Pour le dispositif d'éclairage de l'invention, ces exigences signifient qu'il doit permettre l'utilisation de profils différents de l'émission latérale. Le document DE 10 2011 084 062 Al décrit par exemple un dispositif d'éclairage comprenant une tige de verre imprimée en tant que guide de lumière, lequel dispositif d'éclairage peut remplacer des tubes à fluorescence. Le profil d'émission requis est un ruban qui s'étend suivant l'axe longitudinal de l'élément de verre et éclaire donc une région spatiale perpendiculaire audit axe longitudinal. Ce profil d'éclairement peut être obtenu en disposant des éléments diffusants dans la région de bord de l'élément de verre. Un 25 profil d'éclairement de symétrie radiale de ce type peut être obtenu par un agencement central et/ou de symétrie radiale d'éléments diffusants dans l'élément de verre. La production d'un élément de verre conforme à l'invention présentant des propriétés d'émission latérale à 30 échelle modifiable et un profil d'émission latérale adapté à l'application envisagée pose un problème difficile à résoudre. Par conséquent, le procédé de production d'un élément de verre de l'invention constitue également une partie essentielle de l'invention. 35 Le procédé de l'invention consiste à prévoir une pluralité de tiges de guidage de lumière composées d'un verre d'indice de réfraction nl. Selon le profil d'éclairement à obtenir, des tiges diffusantes composées d'un verre comprenant les centres diffusants décrits en un nombre requis sont prévues et disposées le long des tiges de guidage de lumière, cela conduisant à une matrice de tiges de guidage de lumière et de tiges diffusantes, les axes longitudinaux des tiges de guidage de lumière et des tiges diffusantes étant avantageusement agencés le plus parallèlement possible les uns aux autres. La répartition des tiges diffusantes dans la matrice est effectuée conformément à un motif qui dépend du profil d'éclairement souhaité. Ladite matrice est fixée par des moyens appropriés et constitue donc une préforme. Lors d'une étape suivante du procédé, la préforme est 15 chauffée et étirée afin de former l'élément de verre à émission latérale de façon que les tiges de guidage de lumière et que l'au moins une tige diffusante se combinent l'une à l'autre de manière inséparable sur leurs surfaces circonférentielles extérieures. La régulation de 20 température s'effectuant pendant l'étirage a également pour effet qu'une limite de phase reste présente entre les éléments de guidage de lumière. Cela peut notamment être obtenu en maintenant la température d'étirage en dessous du point de fusion du verre des éléments de guidage de lumière 25 et en frittant ces derniers les uns avec les autres, notamment à la température de frittage. Conformément à l'invention, une fusion complète des tiges de guidage de lumière est évitée. La liaison par complémentarité de forme des éléments de guidage de lumière et, le cas 30 des éléments diffusants, s'effectue également au la régulation de température. un mode de réalisation avantageux, les éléments de guidage de lumière, comme décrit ici, ne sont pas totalement fusionnés les uns aux autres et l'élément 35 diffusant n'est en outre pas totalement fusionné à au moins un élément de guidage de lumière. Une limite de phase peut préférée échéant, moyen de Dans alors être présente entre l'élément diffusant et les éléments de guidage de lumière. Ce mode de réalisation peut être obtenu en faisant en sorte que la température de ramollissement du verre des tiges de guidage de lumière soit inférieure ou égale à la température de ramollissement des tiges diffusantes. Dans un mode de réalisation également avantageux, il est fait en sorte que les éléments de guidage de lumière ne soient pas totalement fusionnés les uns aux autres et 10 qu'une limite de phase soit présente entre ceux-ci, mais que l'au moins un élément diffusant soit fondu sur au moins un élément de guidage de lumière. Cela peut être obtenu en faisant en sorte que la température de ramollissement du verre des tiges diffusantes soit inférieure à celle du 15 verre des tiges de guidage de lumière. Une température de ramollissement du verre des tiges diffusantes inférieure d'au plus 50 K, et plus particulièrement, une température de ramollissement inférieure d'au plus 30 K, s'est révélée être avantageuse. 20 Pendant le processus d'étirage, les tiges de guidage de lumière se transforment en les éléments de guidage de lumière et les tiges diffusantes se transforment en les éléments diffusants de l'élément de verre. Les tiges de guidage de lumière sont donc constituées d'un verre 25 d'indice de réfraction nl, et plus précisément elles ne sont pas contenues dans une gaine de verre d'indice de réfraction n2. Les moyens de fixation de la matrice constituée de tiges de guidage de lumière et de tiges diffusantes peuvent 30 par exemple être des pinces, que l'on enlève ensuite de nouveau. Cependant, on préfèrera utiliser un tube enveloppant constitué d'un verre d'indice de réfraction n2. Dans ce mode de réalisation, la matrice des tiges de guidage de lumière et des tiges diffusantes est disposée à 35 l'intérieur du tube enveloppant. De manière particulièrement préférable, le tube enveloppant est fermé d'un côté.
Le tube enveloppant englobe la préforme précédemment décrite, du moins le long de sa circonférence extérieure. Pendant le chauffage et l'étirage, le tube enveloppant se ramollit et durcit sur la matrice constituée de tiges de 5 guidage de lumière et de tiges diffusantes, formant ainsi la gaine autour de l'élément de verre. Le produit obtenu par chauffage et étirage peut également être divisé et/ou soumis à d'autres traitements afin d'obtenir l'élément de verre à émission latérale. 10 Un élément de verre à émission latérale de l'invention peut notamment être utilisé à des fins d'éclairage général. Cela couvre une utilisation pour éclairer des intérieurs et/ou des façades d'architecture. Plus particulièrement, les éléments de verre de l'invention, dans des dispositifs 15 d'éclairage appropriés, peuvent remplacer des tubes à fluorescence. Cela couvre une utilisation dans les systèmes techniques de bâtiments, par exemple en tant que balises de chemins d'évacuation, que systèmes d'éclairage de couloirs, etc. On peut également citer une utilisation avantageuse 20 dans des systèmes de conditionnement de l'eau et dans des dispositifs relevant des technologies médicales, par exemple pour exposer des échantillons à de la lumière visible, en tant qu'indicateur fonctionnel dans des dispositifs de radiographie/radiothérapie, et/ou dans un 25 environnement associé à des technologies médicales, tels qu'un éclairage coloré dans un bloc opératoire, en tant qu'éclairage ambiant dans des salles de réanimation, etc. Du fait de l'aptitude au formage à chaud de l'élément de verre, ce dernier peut être façonné de manière 30 correspondante et ajusté le long des contours de composants intérieurs, par exemple des passages, des éléments de transport, des contours de bâtiments, etc. et peut être relié à des sources de lumière appropriées. Il est ainsi possible de reproduire les contours d'un bâtiment ou de 35 parties d'un bâtiment au moyen de l'élément de verre et de réaliser une source de lumière linéaire ou incurvée ou de forme quelconque. L'élément de verre de l'invention peut être utilisé de manière particulièrement avantageuse pour l'éclairage d'intérieurs de véhicules, notamment d'automobiles, d'aéronefs, de navires et/ou de trains. Dans ce cas, l'élément de verre peut être monté à des emplacements quelconques ou être inséré dans des contours de ces intérieurs. Si de la lumière est injectée dans l'élément de verre à émission latérale, il est préférable que ce dernier apparaisse sous la forme d'un ruban lumineux ou d'une ligne lumineuse. Grâce au fait que l'élément de verre est conçu de façon qu'il comprenne uniquement des substances ignifuges, il peut se conformer à des règles et/ou à des exigences en matière de sécurité anti-incendie très strictes du point de vue de la stabilité thermique. Cela le rend particulièrement approprié pour une utilisation dans tous types de véhicules. Dans des automobiles, un emplacement préféré pour le montage d'un élément de verre de l'invention peut être une garniture intérieure de porte, à laquelle peut par exemple être intégrée une fonction d'éclairage. Dans le cas d'aéronefs et de navires, le remplacement de tubes à fluorescence par les éléments de verre est possible. Dans des aéronefs et des navires, l'élément de verre de l'invention peut avantageusement être utilisé pour éclairer la cabine et/ou marquer des chemins d'évacuation. Il est également avantageux d'utiliser le faisceau de fibres de l'invention en tant que partie d'un meuble, 30 notamment de placards, de vitrines, de fours, d'intérieurs paysagés et/ou pour l'éclairage d'un espace de travail. En ingénierie automobile, les phares sont notamment également de plus en plus utilisés pour créer un certain niveau de distinction permettant de reconnaître le 35 fabricant au moyen de dispositifs d'éclairage spéciaux. Certains phares d'automobile comportent donc des anneaux de feux latéraux qui entourent le feu de croisement et apparaissent sous la forme d'un anneau lumineux très homogène lorsque le phare est allumé. D'autres fabricants utilisent par exemple dans leurs phares un ruban de LED.
L'élément de verre à émission latérale de l'invention peut de même être utilisé dans des phares, notamment dans des phares d'automobile, et plus particulièrement dans d'autres modes de réalisation d'automobiles utilisant des éclairages fonctionnant de jour. L'élément de verre de l'invention permet de produire des structures quelconques souhaitées dont la luminosité est de préférence homogène dans les phares. Pour diverses raisons, les LED sont également de plus en plus utilisées dans les phares d'automobiles. Par comparaison à des LED agencées en rubans, cette utilisation de l'élément de verre de l'invention offre l'avantage qu'un petit nombre de LED suffit à produire l'éclairement. En outre, par comparaison à un ruban de LED, aucun point lumineux individuel n'est visible, ce qui peut également être préférable pour des raisons de design. Par ailleurs, une ou plusieurs LED peuvent être reliées à la face d'extrémité de l'élément de verre de l'invention. Il est ainsi possible d'obtenir une fonction de feu de position dans des phares, cela couvrant par exemple des applications en tant que feux latéraux et/ou que feux fonctionnant de jour. Grâce au fait que l'élément de verre de l'invention est formable à chaud, on peut produire de manière efficace et avec de faibles coûts de production des formes et par conséquent des contours lumineux de formes pratiquement quelconques Une autre utilisation possible de l'élément de verre de l'invention est l'éclairage de position de véhicules, de navires, et/ou de trains. Il est également possible d'utiliser l'élément de verre de l'invention pour éclairer des pistes pour aéronefs, par exemple pour avions, hélicoptères, dirigeables, etc. Jusqu'à présent, les pistes étaient éclairées par une multiplicité de lampes à incandescence agencées en série. Lesdites lampes ont une durée de vie limitée, raison pour laquelle, dans ces séries, les lampes à incandescence défaillantes doivent être remplacées de manière répétée au cours de l'exploitation de l'aéroport. Si l'élément de verre de l'invention est disposé le long de la piste et/ou en son centre, une structure lumineuse linéaire est produite, celle-ci marquant la position de la piste dans l'obscurité et/ou dans des conditions de visibilité dégradée. La source d'éclairage peut injecter la lumière dans les éléments de verre en un petit nombre d'emplacements centraux qui, dans le cas du couplage de l'élément de verre par l'intermédiaire de guides optiques supplémentaires, ne doivent pas nécessairement être situés à proximité immédiate de la piste. L'élément de verre de l'invention ne nécessite, dans une très large mesure, aucune maintenance, de sorte que la maintenance de cet éclairage de piste est limitée au petit nombre de sources de lumière utilisées. Il est ainsi par exemple possible de baliser les pistes de décollage et d'atterrissage d'aéroports, mais également celles de, porte-avions, de plates-formes d'atterrissage pour hélicoptères et pour d'autres aéronefs. Il en est de même pour les navires et leurs lieux d'accostage, par exemple les gares maritimes.
Une autre application possible de l'élément de verre décrit ici et couvert par la présente invention est le rétroéclairage d'afficheurs. Les afficheurs peuvent être des dispositifs d'affichage de type quelconque, mais sont de préférence des écrans plats, par exemple des écrans d'ordinateurs, des ordinateurs-tablettes, des postes de télévision à écran plat et des afficheurs de téléphone mobile et d'assistants numériques personnels (PDA). Jusqu'à présent, les afficheurs de grand format nécessitant un rétroéclairage étaient éclairés par des tubes à fluorescence disposés sur le bord de l'afficheur ou à l'arrière de la zone d'affichage de l'afficheur. Il est souhaitable d'éclairer la zone d'affichage d'une manière aussi homogène que possible, raison pour laquelle une plaque diffusante est généralement située entre les tubes à fluorescence et la zone d'affichage, laquelle plaque diffusante homogénéise la lumière émise par les tubes à fluorescence. La lumière peut également être injectée latéralement dans les plaques diffusantes, par exemple si les tubes à fluorescence sont disposés au bord de l'afficheur. La plaque diffusante joue alors le rôle de guide de lumière. Dans le cas d'afficheurs relativement petits, par exemple d'afficheurs de téléphones mobiles et/ou d'assistants numériques personnels, la lumière provenant des LED est généralement injectée latéralement dans la plaque diffusante. Dans le cas d'afficheurs relativement grands, on utilise maintenant de plus en plus un éclairage par LED en raison du fait que celui-ci est moins coûteux que l'éclairage utilisant des tubes à fluorescence. Le problème posé par l'utilisation de LED est qu'il faut pouvoir réaliser au moyen de celles-ci une zone lumineuse éclairée de manière suffisamment homogène. Ce problème peut être résolu au moyen des éléments de verre de l'invention. Si ceux-ci sont installés dans des structures appropriées à l'arrière de la zone d'affichage, si nécessaire à l'arrière de la plaque diffusante ou en variante sans cette dernière, des LED peuvent injecter de la lumière dans les faces d'extrémité des éléments de verre, cela ayant pour résultat que le(s) élément(s) de verre présentant des propriétés d'émission latérale assure/assurent le rétroéclairage de l'afficheur. Si l'agencement de l'élément de verre est coordonné avec le profil d'intensité de la lumière émise latéralement, un rétroéclairage homogène de grande superficie destiné à des afficheurs peut ainsi également être obtenu de manière peu coûteuse. Il est également possible de produire avec l'élément de verre de l'invention un élément de surface dans lequel les régions diffusantes sont agencées de façon que cet élément puisse remplacer une plaque diffusante. L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure la illustre la section longitudinale, le long de son axe longitudinal, d'un élément de verre à émission latérale de l'invention. La figure lb illustre la section transversale d'un élément de verre à émission latérale de l'invention.
La figure 2a illustre la section longitudinale, le long de son axe longitudinal, d'un élément de verre à émission latérale de l'invention, avec un élément diffusant ayant des centres diffusants dans des sections situées le long de l'axe longitudinal.
La figure 2b illustre la section transversale d'un élément de verre à émission latérale de l'invention, conformément à la figure 3a. La figure 3 illustre une préforme permettant de produire un élément de verre à émission latérale de l'invention. La figure 4a illustre une section transversale, par rapport à son axe longitudinal, d'une préforme comportant des tiges de guidage de lumière ayant des diamètres différents.
La figure 4b illustre une section transversale, par rapport à son axe longitudinal, d'une préforme comportant des tiges de guidage de lumière ayant des diamètres identiques. La figure 5a illustre une section transversale, par rapport à son axe longitudinal, d'une préforme comportant des tiges de guidage de lumière ayant des diamètres différents et des tiges diffusantes dans une configuration de bord de symétrie radiale. La figure 5b illustre une section transversale, par rapport à son axe longitudinal, d'une préforme comportant des tiges de guidage de lumière ayant des diamètres 2 99105 9 24 différents et des tiges diffusantes dans une configuration centrale de symétrie radiale. La figure 6a représente une section transversale, par rapport à son axe longitudinal, d'un élément de verre à 5 émission latérale de l'invention comportant des éléments de guidage de lumière et des éléments diffusants ayant un profil d'éclairement directionnel, qui sont reliés par complémentarité de forme. La figure 6b représente une section transversale, par 10 rapport à son axe longitudinal, d'un élément de verre à émission latérale de l'invention comportant des éléments de guidage de lumière et des éléments diffusants ayant un profil d'éclairement radial, qui sont reliés par complémentarité de forme. 15 La figure 7a représente une section transversale, par rapport à son axe longitudinal, d'un élément de verre à émission latérale de l'invention ayant un profil d'éclairement radial et un élément diffusant central. La figure 7b illustre une section transversale, par 20 rapport à son axe longitudinal, d'un élément de verre à émission latérale de l'invention ayant un profil d'éclairement directionnel et des éléments diffusants dans une configuration de bord. La figure 7c illustre une section transversale, par 25 rapport à son axe longitudinal, d'un élément de verre à émission latérale de l'invention ayant un profil d'éclairement radial et des éléments diffusants dans une configuration de bord. La figure 8 illustre un intérieur d'aéronef dans 30 lequel sont appliqués des éléments de verre à émission latérale de l'invention. La figure 9 illustre un dispositif d'éclairage comprenant un élément de verre à émission latérale formé à chaud.
La figure 10 illustre un phare d'automobile comprenant un élément de verre à émission latérale utilisé en tant que feu fonctionnant de jour. La figure 11 illustre un dispositif d'éclairement comprenant des éléments de verre à émission latérale. La figure 12 illustre un dispositif d'éclairement comprenant une chaîne d'éléments de verre à émission latérale. Tous les dessins sont schématiques, les diamètres de leurs éléments ne sont pas représentés à l'échelle, et les relations de taille de tous les éléments les uns par rapport aux autres peuvent également être différentes de celles des objets réels. La figure la représente schématiquement la section longitudinale, prise le long de l'axe longitudinal A, d'un élément de verre à émission latérale de l'invention. Cet élément de verre comprend un élément diffusant (3) composé d'un verre dans lequel des particules diffusantes produites ou incorporées par ségrégation et/ou séparation de phase, sont présentes sous la forme de centres diffusants, lequel élément est situé entre des éléments de guidage de lumière (1) composés d'un verre d'indice de réfraction n1. Une limite de phase est présente entre les éléments de guidage de lumière (1) individuels, à travers laquelle une partie de la lumière guidée peut passer et atteindre l'élément diffusant (3). La gaine (2) composée de verre d'indice de réfraction n2 entoure l'élément de verre le long de son axe longitudinal (A). La lumière injectée dans l'élément de verre peut passer à travers la limite de phase des éléments de guidage de lumière (1) individuels et ainsi, d'un élément de guidage de lumière (1) à l'autre et par conséquent, atteindre l'élément diffusant (3). Elle est extraite vers l'extérieur de l'élément de verre par les centres diffusants présents dans l'élément diffusant (3), cela donnant naissance à l'effet d'émission latérale. En l'absence de l'élément diffusant (3), la condition de réflexion totale serait satisfaite pour de nombreux angles d'incidence et l'élément de verre guiderait la lumière dans les éléments de guidage de lumière (1). La diffusion de la lumière (4) sur les centres diffusants présents dans les éléments diffusants (3) est responsable de l'extraction de la lumière (4). Comme le matériau de cette région (3) dans la matrice duquel sont incorporés les centres diffusants présente de préférence le même indice de réfraction n1 que le matériau du coeur (1), la lumière (4) peut passer pratiquement sans aucune perturbation du matériau de la matrice aux particules diffusantes. Du fait des interactions uniques ou multiples avec les centres diffusants, la lumière peut être déviée de son angle d'incidence initial par les centres diffusants, cela ayant pour résultat que l'angle d'incidence sur la gaine (2) est réduit de telle sorte que la lumière peut être extraite de l'élément de verre. Si l'angle d'incidence sur la gaine (2) est supérieur à l'angle citrique de réflexion totale Pmin, il se produit une rétro-réflexion vers l'intérieur des éléments de guidage de lumière (1) et par conséquent un guidage de lumière dans l'élément de verre. Le fait que, dans cet exemple de mode de réalisation, la gaine (2) entoure l'élément de verre le long de l'axe, (A) ressort clairement en référence à l'illustration de la 25 section transversale schématique illustrée sur la figure lb. Celle-ci illustre également le fait que l'élément diffusant (3) est agencé entre les éléments de guidage de lumière (1). Les éléments de guidage de lumière (1) et l'élément diffusant (3) sont étroitement reliés les uns aux 30 autres dans leurs zones de contact, malgré le fait qu'il n'y ait pas à cet endroit de liaison par complémentarité de forme entre les éléments (1, 3). Sur la figure schématique 2a, l'élément diffusant (3) dans lequel sont incorporés des centres diffusants est 35 configuré de façon à présenter en alternance des régions dans lesquelles sont incorporés des centres diffusants qui s'étendent le long de l'axe (A) et des régions différentes. Si la lumière (4) guidée dans les éléments de guidage de lumière (1) est incidente sur des régions dans lesquelles sont incorporés des centres diffusants (3), la lumière (4) peut être extraite de l'élément de verre avec une probabilité spécifique conformément aux mécanismes décrits précédemment. Cependant, si la lumière (4) guidée dans les éléments de guidage de lumière (1) est incidente sur des régions sans centres diffusants incorporés, elle passe à travers ces régions sans être notablement perturbée et peut être guidée par réflexion totale sur la gaine (2) dans l'élément de verre. Par un réglage ciblé de l'intervalle entre les régions de l'élément diffusant (3) dans lequel sont incorporés des éléments diffusants et les régions sans centre diffusants incorporés, on peut régler la quantité de lumière extraite. Cependant, comme cela a déjà été décrit, d'autres paramètres ont également un effet sur l'efficacité d'extraction. La figure 3 représente une préforme appropriée pour la production d'un élément de verre à émission latérale de l'invention. Celle-ci est en effet nécessaire en tant que produit de départ de l'élément de verre à émission latérale de l'invention. La préforme comporte une pluralité de tiges de guidage de lumière (1) et une pluralité de tiges diffusantes (3), qui sont agencées entre les tiges de guidage de lumière (1) conformément au profil d'éclairement à obtenir. Les tiges de guidage de lumière (1) et les tiges diffusantes (3) sont entourées d'un tube enveloppant (2). Dans la plupart des cas, les tiges de guidage de lumière et diffusantes (1, 3) et le tube enveloppant (2) sont alignés les uns par rapport aux autres de façon que leurs axes longitudinaux s'étendent sensiblement parallèlement les uns aux autres. Les tiges de guidage de lumière (1) sont constituées 35 d'un verre d'indice de réfraction n1 et le tube enveloppant est constitué d'un verre d'indice de réfraction n2. Les tiges diffusantes (3) sont constituées d'un verre d'indice de réfraction n3 dans lequel sont incorporés des centres diffusants. Il est préférable que l'indice de réfraction n3 du verre des tiges diffusantes (3) soit supérieur à l'indice de réfraction n2 de la gaine. Il est particulièrement préférable que l'indice de réfraction n3 du verre des tiges diffusantes (3) soit exactement égal ou supérieur à l'indice de réfraction nl des tiges de guidage de lumière (1), étant donné que la lumière guidée dans les tiges de guidage de lumière (1) peut ainsi pénétrer efficacement dans les tiges diffusantes et peut par conséquent atteindre la région dans laquelle sont présents les centres diffusants, une efficacité d'extraction latérale élevée de la lumière en sortie de l'élément de verre pouvant ainsi être obtenue. Il est particulièrement préférable que les deux conditions soient combinées l'une à l'autre de façon que dans ce cas nl < n3 > n soit vérifié, de sorte que l'on ait de manière plus particulièrement préférable nl > n2.
Outre la forme illustrée d'un diamètre circulaire des tiges de guidage de lumière et diffusantes, d'autres formes quelconques, comprenant notamment des formes non circulaires, sont couvertes par l'invention. Pour obtenir un élément de verre soumis à une contrainte mécanique, il est préférable que le tube du gainage (2) soit choisi de façon que sa dilatation thermique soit inférieure à celle du verre des tiges de guidage de lumière (1). Il est également possible de faire en sorte que les verres des tiges de guidage de lumière (1) aient des coefficients de dilatation thermique différents. De manière avantageuse, la dilatation thermique des tiges diffusantes est quant à elle supérieure à celle des tiges de guidage de lumière. Pendant le processus d'étirage de la préforme, une tige de guidage de lumière (1) se transforme en un élément 35 de guidage de lumière (1) et le tube enveloppant (2) se transforme en la gaine (2) de l'élément de verre. Les tiges diffusantes (3) dans lesquelles sont incorporés les centres diffusants se transforment en les éléments diffusants (3) dans lesquels sont incorporés les centres diffusants. Comme décrit précédemment, la régulation de température effectuée pendant le processus d'étirage est notamment choisie de façon que, bien qu'une liaison étroite soit obtenue entre les éléments diffusants et de guidage de lumière, une limite de phase soit encore présente entre les éléments de guidage de lumière (1). Il est cependant fait en sorte que la gaine de verre (2) présente notamment un point de fusion inférieur à celui du verre des éléments de guidage de lumière (1), cela ayant pour conséquence que, pendant le processus d'étirage, le tube enveloppant (2) fonde et durcisse autour des éléments de guidage de lumière et/ou diffusants extérieurs (1, 3) de l'élément de verre. La figure 4a représente un agencement de tiges de guidage de lumière (1) dans une préforme et à l'intérieur d'un tube enveloppant (2). L'agencement est de préférence réalisé au moyen d'une structure à réseau hexagonal 20 compacte. A cet effet, les diamètres des tiges de guidage de lumière (1) et le diamètre interne du tube doivent être adaptés les uns aux autres. Si un contour extérieur aussi circulaire que possible est nécessaire, il est nécessaire de combler les interstices présents dans la région de bord 25 avec des tiges de guidage de lumière (1) présentant un diamètre adapté. La figure 4b représente le cas dans lequel des tiges de guidage de lumière (1) présentant des diamètres identiques sont disposées dans une préforme à l'intérieur 30 d'un tube enveloppant (2). Il en résulte une forme hexagonale ; dans ce cas, l'élément de verre étiré ne présente pas nécessairement une section transversale circulaire. La présence de tiges diffusantes (3) n'affecte pas l'agencement à l'intérieur d'une préforme. 35 Pour produire un élément de verre à émission latérale, des tiges diffusantes (3) sont placées à des positions appropriées dans la préforme conformément à la figure 5a. La figure 5a correspond sensiblement à la figure 4a dans laquelle des tiges de guidage de lumière (1) individuelles ont été remplacées par des tiges diffusantes (3). Dans 5 l'exemple représenté, on introduit trois tiges diffusantes (3) dans la région de bord de la matrice de tiges de guidage de lumière (1, 11), c'est-à-dire que les tiges diffusantes (3) sont présentes dans une configuration de bord de symétrie radiale. Un profil d'éclairement radial de 10 verre à émission latérale étiré peut ainsi Tout comme sur la figure 4a, des tiges de guidage de lumière (1, 11) ayant des diamètres différents sont présentes sur la figure 5a. La figure 5b correspond le plus étroitement possible à 15 la figure 4a, excepté que les tiges diffusantes individuelles présentant une configuration centrale de symétrie radiale sont introduites à proximité du centre. Dans cet exemple, les diamètres des tiges diffusantes (3) sont très inférieurs à ceux des tiges de guidage de lumière 20 (1). Si on étire la préforme illustrée, on obtient un élément de verre à émission latérale présentant également un profil d'éclairement radial. Une configuration centrale de symétrie radiale est bien sûr également possible dans la préforme de la figure 4b, dans laquelle on introduit des 25 tiges de guidage de lumière (1) ayant des diamètres identiques. La figure 6a représente la section transversale schématique d'un élément de verre à émission latérale ayant été obtenu par étirage d'une préforme telle que décrite ici 30 et dans laquelle les éléments de guidage de lumière (1) et les éléments diffusants (3) sont reliés par complémentarité de forme. Une section transversale hexagonale des éléments de guidage de lumière (1) et des éléments diffusants (3) est dans ce cas généralement établie. Dans cet exemple, la 35 gaine (2) est fondue sur lesdits éléments. Conformément à la configuration de bord asymétrique des éléments l'élément de être obtenu. 2 99105 9 31 diffusants (3) tels qu'illustrés ici, il est possible d'obtenir un profil d'éclairement directionnel conformément auquel l'élément de verre à émission latérale éclaire notamment un ruban.
La figure 6b illustre schématiquement la section transversale d'un élément de verre à émission latérale ayant été obtenu par étirage d'une préforme telle que décrite ici et dans lequel les éléments de guidage de lumière (1) et les éléments diffusants (3) sont également 10 liés les uns aux autres par complémentarité de forme hexagonale. On a représenté ici un élément diffusant dans une configuration centrale et par conséquent également de symétrie radiale, lequel élément diffusant permet d'obtenir un profil d'éclairement radial. 15 La géométrie des rayons déterminée par l'agencement des éléments diffusants (3) est représentée de manière plus détaillée sur les figures 7a, 7b et 7c. On utilise dans cette illustration la liaison par complémentarité de forme hexagonale des éléments de guidage de lumière et 20 diffusants. Cependant, des considérations fondamentales s'appliquent également à une liaison sans complémentarité de forme. Pour plus de clarté, les éléments de guidage de lumière (1) n'ont pas été représentés ici, bien qu'ils soient bien sûr présents dans un composant réel. 25 La figure 7a illustre schématiquement la configuration centrale, comme sur la figure 6b. Conformément à la configuration centrale, la lumière diffusée par l'élément diffusant (3) est incidente sur la gaine (2) sous un angle inférieur à l'angle de réflexion totale. Par conséquent, la 30 lumière (4) émane de l'élément de verre et provoque un effet d'émission latérale. Cela conduit à un profil non directionnel de l'émission latérale, c'est-à-dire à un profil d'éclairement radial le long de l'axe longitudinal de l'élément de verre. 35 La figure 7b illustre schématiquement la configuration de bord asymétrique des éléments diffusants (3) au moyen desquels un profil d'éclairement directionnel de l'élément de verre peut être produit. Les rayons lumineux (4) illustrés représentent les rayons marginaux du profil d'éclairement en rubans. L'angle d'émission peut être déterminé par la position des éléments diffusants (3). La configuration de bord à symétrie radiale, conformément à la figure schématique 7c, représente notamment un cas spécial permettant d'obtenir une émission radiale particulièrement homogène. De manière idéalisée, 10 cela est le cas si le produit de l'angle critique par le nombre d'éléments diffusants (3) est égal à 360° et si lesdits éléments sont situés à équidistance de l'axe. Un nombre supérieur aux trois éléments diffusants utilisés sur la figure 7c peut bien sûr également être utilisé à cet 15 effet. La figure 8 illustre l'intérieur d'un aéronef, par exemple la cabine d'un aéronef de transport de passagers. Des dispositifs d'éclairage comprenant les éléments de verre à émission latérale (10) de l'invention peuvent 20 donner lieu à diverses applications dans des cabines d'aéronefs. Les éléments de verre (10) sont ignifuges et satisfont aux dispositions en matière d'homologation par les autorités responsables de l'homologation d'aéronefs de transport de passagers, et aux exigences s'appliquant aux 25 fabricants. Sur la figure 8, les éléments de verre à émission latérale (10) sont dans certains cas illustrés sous la forme de rubans larges. Il n'est pas nécessaire que cette illustration soit représentée à une échelle exacte. Selon les exigences, les éléments de verre (10) sont mis en 30 oeuvre sous la forme d'une tige étroite qui apparaît sous la forme d'une ligne lumineuse. Un élément de verre à émission latérale (10) de l'invention peut être monté sous la forme d'un éclairage général de la cabine et/ou d'un éclairage de contour (10) 35 le long et/ou autour des hublots de la cabine d'aéronef, ou le long et/ou autour des compartiments de rangement des bagages à main et/ou de cloisons intérieures. De manière générale, une forme quelconque d'éclairage de contour, pouvant notamment être produite par formage à chaud, est possible à l'intérieur de la cabine d'aéronef. L'élément de verre à émission latérale (10) peut être monté dans le plancher de la cabine d'aéronef pour marquer les chemins à l'intérieur de l'aéronef. Le marquage de chemins est particulièrement avantageux pour marquer les trajets conduisant vers les issues de secours. Il est également possible d'utiliser l'élément de verre à émission latérale (10) en tant qu'éclairage de contour des sièges. En injectant de la lumière produite par des sources de lumière colorée et/ou RGB accordables, on peut obtenir des ambiances colorées en fonction de l'heure ou de la durée du vol. En association avec l'effet décoratif, ces applications présentent l'avantage que, pour régler dans la cabine des conditions nocturnes permettant de favoriser les phases de sommeil des passagers, il est possible de réduire la lumière ambiante, les passagers pouvant néanmoins toujours retrouver leurs sièges. Il a été constaté, en particulier sur des vols longs courriers, que l'introduction de phases de sommeil rendait le voyage moins fatigant pour les passagers. Il en est de même pour des ambiances lumineuses de couleurs différentes lors de phases de vol différentes au cours desquelles des ambiances lumineuses sont par exemple créées en fonction du biorythme des passagers. Par conséquent, les équipements de nuit appropriés et les ambiances lumineuses dont la couleur peut être ajustée à l'intérieur de cabines internes d'aéronefs revêtent une importance croissante. La figure 9 représente un dispositif d'éclairage comprenant un élément de verre à émission latérale incurvé (10). De la lumière est injectée dans les faces d'extrémité de l'élément de verre (10) par des sources de lumière (40) et est guidée dans ledit élément de verre. Les LED sont particulièrement appropriées en tant que source de lumière (40). Dans ce cas, l'élément diffusant (3) est mis en oeuvre de façon qu'il ne comporte des éléments diffusants que dans certaines sections. L'effet d'émission latérale peut donc n'être observé que dans ces sections de l'élément de verre (10). Des éléments diffusants (3) continus sont bien sûr également possibles. Une flexion de l'élément de verre (10) peut être produite de façon particulièrement efficace par façonnage à chaud. Des procédés appropriés à cet effet sont connus de l'homme du métier.
La figure 10 représente un phare d'automobile (120) dans lequel l'élément de verre à émission latérale (10) remplit des fonctions d'éclairage. Dans cet exemple, ledit élément de verre est agencé sous la forme d'une chaîne en dessous des phares principaux (42). Parallèlement à des 15 fonctions décoratives, il permet de jouer le rôle de feu latéral et/ou de feu fonctionnant de jour. L'utilisation de de verre à émission latérale (10) de l'invention phares d'automobile (120) est avantageuse étant donné que l'élément de verre à émission latérale (10) est 20 résistant à la chaleur et aux intempéries, dont les effets peuvent être amplifiés par agressives. L'élément de verre à l'invention est moins sensible émission latérale (10) de l'action de substances aux intempéries et aux structures composées de contraintes thermiques que des celles utilisées jusqu'à 25 matières plastiques telles que présent. En outre, des puissances lumineuses beaucoup plus élevées peuvent être injectées. En particulier, les LED sont également appropriées pour l'injection de lumière dans des éléments de verre à 30 émission latérale (10) en raison du fait que leur faible superficie d'émission par comparaison à des lampes à incandescence ou à des lampes à décharge gazeuse permet une injection efficace sans système optique volumineux. Cela permet donc, entre autres, de réduire les coûts, le poids 35 et le volume dans un phare d'automobile (120). Par comparaison au montage de diodes électroluminescentes l'élément dans des agencées sous la forme d'un ruban, l'utilisation d'un élément de verre à émission latérale (10) dans des phares d'automobile (120) présente l'avantage que la lumière est émise de façon homogène, cela permettant d'éviter l'impression peu esthétique de points lumineux individuels, de ne pas perturber d'autres usagers de la route du fait de la présence d'un grand nombre de points lumineux, de faire en sorte que l'effet lumineux soit en grande mesure indépendant de l'angle et de réduire le nombre de LED, de sorte qu'une économie d'énergie est obtenue pendant l'utilisation du phare, cela permettant du même par conséquent de réduire la consommation de carburant du véhicule et par conséquent, ses émissions de CO2, et/ou d'augmenter la distance pouvant être parcourue par des véhicules électriques. La figure 11 illustre schématiquement le montage préféré d'éléments de verre à émission latérale (10) de l'invention dans un dispositif d'éclairage pouvant être utilisé comme remplacement d'un tube à fluorescence. Des LED montées sur des supports (41) sont utilisées comme sources de lumière (40). Les supports sont reliés au corps de montage (50). La liaison est de préférence réalisée de façon à permettre une conduction thermique des supports (41) vers le corps de montage (50). Les surfaces des supports (41), et plus particulièrement, du corps de montage (50) peuvent donc absorber la chaleur dégagée par les LED (40) lorsqu'elles fonctionnent en tant que puits thermique et peuvent notamment également la réémettre à travers leur surface. Les supports (41) et le corps de montage (50) peuvent également jouer le rôle de corps de refroidissement. De manière particulièrement avantageuse, le corps de montage (50) et les supports (41) sont réalisés de manière monolithique. Ils sont notamment constitués d'un matériau 35 thermiquement conducteur, par exemple d'un métal (y compris des alliages de métaux). Le corps de montage (50) peut être monté sur d'autres objets. La distance Z entre les faces d'extrémité tournées les unes vers les autres des éléments de verre (10) peut être fixée à une valeur suffisamment faible pour que, à une distance d'observation normale, la 5 décroissance du niveau lumineux entre les éléments de verre (10) soit difficilement perceptible et que le dispositif d'éclairage apparaisse sous la forme d'un ruban lumineux aussi homogène que possible. La figure 12 illustre un schéma de principe d'une 10 chaîne d'éléments de verre à émission latérale (10) qui correspondent sensiblement à ceux décrits sur la figure 9. La figure 12 a pour but d'illustrer le fait que les éléments de verre à émission latérale (10) de l'invention peuvent être utilisés pour produire des dispositifs 15 d'éclairage présentant des contours quelconques et pouvant être réalisés de manière modulaire. Par comparaison aux éléments de verre à émission latérale comprimés connus de l'art antérieur, les éléments de verre à émission latérale (10) de l'invention offrent 20 l'avantage qu'ils peuvent être réalisés sous une forme pratiquement quelconque par des procédés connus de façonnage à chaud. L'impression de paraisons de verre serait soit impossible à l'échelle industrielle, soit associée à des coûts prohibitifs. En outre, les éléments 25 diffusants (3) de l'invention sont eux-mêmes formés d'un verre et sont par ailleurs protégés par des éléments de guidage de lumière (1) adjacents et/ou enveloppants et/ou de préférence par la gaine (2). Cela rend les éléments de verre à émission latérale (10) de l'invention particulière- 30 ment résistants aux endommagements tels que ceux pouvant se produire par exemple lors d'un raclage contre d'autres objets, notamment dans le cas de vibrations dans un aéronef, ou en variante, lors d'un contact avec des agents agressifs. Le procédé de production de l'invention permet 35 de modifier l'échelle de l'effet d'émission latérale de l'élément de verre (10) de l'invention et permet également de réaliser des profils d'éclairement correspondant aux exigences respectives. L'élément de verre à émission latérale (10) de l'invention présente également un profil de couleur uniforme de la lumière émise latéralement, notamment en ce qui concerne l'homogénéité des couleurs, cela étant également observé lorsqu'une grande partie de la lumière guidée est émise par le côté. Plus généralement, on rappellera que la présente invention a trait à un élément de verre à émission latérale (10) comprenant une pluralité d'éléments de guidage de lumière (1, 11) composés d'un verre d'indice de réfraction nl, qui sont reliés de manière inséparable les uns aux autres au niveau de leurs surfaces circonférentielles extérieures, et au moins un élément diffusant (3), qui est relié de manière inséparable à la surface circonférentielle extérieure d'au moins un élément de guidage de lumière (1, 11) et qui, lorsque de la lumière est guidée dans l'élément de verre, émet latéralement une partie de ladite lumière à partir de l'élément de verre (10), dans lequel les éléments de guidage de lumière individuels (1, 11) ne sont entourés d'aucune gaine de verre ayant un indice de réfraction différent de nl, et dans lequel une limite de phase est présente entre les éléments de guidage de lumière (1, 11). Suivant des dispositions particulières relatives à cet 25 élément, éventuellement combinées : - lorsque de la lumière est guidée dans l'élément de verre (10), la limite de phase établit un équilibre entre la partie de la lumière guidée dans la pluralité d'éléments de guidage de lumière (1, 11) et la lumière passant à 30 travers la limite de phase et atteignant ledit au moins un élément diffusant (3), - les éléments de guidage de lumière (1, 11) et ledit au moins un élément diffusant (3) sont reliés les uns aux autres par complémentarité de forme, - l'élément de verre (10) est enveloppé le long de sa circonférence extérieure dans une gaine de verre (10) d'indice de réfraction n2, avec n1 > n2, - ledit au moins un élément diffusant (3) est formé 5 d'un verre comportant des centres diffusants, qui sont de préférence formés par des éléments diffusants incorporés au verre et/ou par des régions hétérogènes, qui résultent de préférence ségrégation 10 - l'au d'une séparation de phase et/ou d'une du verre, moins un élément diffusant (3) est situé dans la région de bord de l'élément de verre (10) et/ou est entouré des éléments de guidage de lumière (1, 11). L'invention propose également un dispositif d'éclairage comprenant au moins une source de lumière (40) 15 qui, dans l'état de fonctionnement, rayonne de la lumière à travers au moins une face d'extrémité de l'élément de verre à émission latérale (10) tel que défini ci-dessus à l'intérieur dudit élément de verre et dans lequel, dans l'état de fonctionnement, de la lumière émane latéralement 20 de l'élément de verre (10). Suivant des dispositions particulières relatives à ce dispositif, éventuellement combinées : - dans l'état de fonctionnement, au moins 50% de la lumière rayonnée à l'intérieur de l'élément de verre à 25 émission latérale (10) sont émis latéralement à partir de ce dernier, - dans l'état de fonctionnement, le profil de l'émission latérale est déterminé par l'agencement des éléments diffusants (3) par rapport aux éléments de guidage 30 de lumière (1, 11) dans l'élément de verre à émission latérale (10). La présente invention propose en outre un procédé de production d'un élément de verre à émission latérale tel que défini supra, comprenant les étapes de procédé 35 suivantes : - utiliser une pluralité de tiges de guidage de lumière (1) composées d'un verre d'indice de réfraction nl, - agencer au moins une tige diffusante (3) composée d'un verre comprenant des centres diffusants dans ou sur la pluralité des tiges de guidage de lumière (1, 11), de façon que les axes A des tiges de guidage de lumière (1, 11) et de ladite au moins une tige diffusante (3) s'étendent le plus possible parallèlement les uns aux autres et de façon à obtenir une préforme, - chauffer la préforme, - étirer la préforme pour former un élément de verre à émission latérale (10), de façon que les surfaces circonférentielles extérieures des tiges de guidage de lumière (1, 11) se combinent de manière inséparable les unes aux autres et à ladite au moins une tige diffusante (3), une limite de phase étant produite entre les tiges de guidage de lumière (1, 11) étirées. Suivant des dispositions particulières relatives à ce procédé, éventuellement combinées : - l'agencement de l'au moins une tige diffusante (3) dans ou sur les tiges de guidage de lumière (1, 11) est effectué d'une façon qui dépend de la position de l'émission latérale de l'élément de verre (10), - la préforme est chauffée et étirée à des 25 températures inférieures au point de fusion du verre des tiges de guidage de lumière (1, 11).

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS1. Elément de verre à émission latérale (10) comprenant une pluralité d'éléments de guidage de lumière (1, 11) composés d'un verre d'indice de réfraction n1, qui sont reliés de manière inséparable les uns aux autres au niveau de leurs surfaces circonférentielles extérieures, et au moins un élément diffusant (3), qui est relié de manière inséparable à la surface circonférentielle extérieure d'au moins un élément de guidage de lumière (1, 11) et qui, lorsque de la lumière est guidée dans l'élément de verre, émet latéralement une partie de ladite lumière à partir de l'élément de verre (10), dans lequel les éléments de guidage de lumière individuels (1, 11) ne sont entourés d'aucune gaine de verre ayant un indice de réfraction différent de n1, et dans lequel une limite de phase est présente entre les éléments de guidage de lumière (1, 11).
  2. 2. Elément de verre à émission latérale (10) selon la revendication 1, dans lequel, lorsque de la lumière est guidée dans l'élément de verre (10), la limite de phase établit un équilibre entre la partie de la lumière guidée dans la pluralité d'éléments de guidage de lumière (1, 11) et la lumière passant à travers la limite de phase et atteignant ledit au moins un élément diffusant (3).
  3. 3. Elément de verre à émission latérale (10) selon 25 l'une des revendications précédentes, dans lequel les éléments de guidage de lumière (1, 11) et ledit au moins un élément diffusant (3) sont reliés les uns aux autres par complémentarité de forme.
  4. 4. Elément de verre à émission latérale (10) selon 30 l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de verre (10) est enveloppé le long de sa circonférence extérieure dans une gaine de verre (10) d'indice de réfraction n2, avec n1 > n2.
  5. 5. Elément de verre à émission latérale (10) selon 35 l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un élément diffusant (3) est formé d'un verrecomportant des centres diffusants, qui sont de préférence formés par des éléments diffusants incorporés au verre et/ou par des régions hétérogènes, qui résultent de préférence d'une séparation de phase et/ou d'une ségrégation du verre.
  6. 6. Elément de verre à émission latérale (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'au moins un élément diffusant (3) est situé dans la région de bord de l'élément de verre (10) et/ou est entouré des éléments de guidage de lumière (1, 11).
  7. 7. Dispositif d'éclairage comprenant au moins une source de lumière (40) qui, dans l'état de fonctionnement, rayonne de la lumière à travers au moins une face d'extrémité de l'élément de verre à émission latérale (10) selon l'une des revendications précédentes à l'intérieur dudit élément de verre et dans lequel, dans l'état de fonctionnement, de la lumière émane latéralement de l'élément de verre (10).
  8. 8. Dispositif d'éclairage selon la revendication 7, dans lequel, dans l'état de fonctionnement, au moins 5096 de la lumière rayonnée à l'intérieur de l'élément de verre à émission latérale (10) sont émis latéralement à partir de ce dernier.
  9. 9. Dispositif d'éclairage selon la revendication 7 ou 8, dans lequel, dans l'état de fonctionnement, le profil de l'émission latérale est déterminé par l'agencement des éléments diffusants (3) par rapport aux éléments de guidage de lumière (1, 11) dans l'élément de verre à émission latérale (10).
  10. 10. Procédé de production d'un élément de verre à émission latérale selon au moins l'une des revendications 1 à 6, comprenant les étapes de procédé suivantes : - utiliser une pluralité de tiges de guidage de lumière (1) composées d'un verre d'indice de réfraction nl, - agencer au moins une tige diffusante (3) composée d'un verre comprenant des centres diffusants dans ou sur lapluralité des tiges de guidage de lumière (1,
  11. 11), de façon que les axes A des tiges de guidage de lumière (1, 11) et de ladite au moins une tige diffusante (3) s'étendent le plus possible parallèlement les uns aux autres et de façon à obtenir une préforme, - chauffer la préforme, - étirer la préforme pour former un élément de verre à émission latérale (10), de façon que les surfaces circonférentielles extérieures des tiges de guidage de lumière (1, 11) se combinent de manière inséparable les unes aux autres et à ladite au moins une tige diffusante (3) , une limite de phase étant produite entre les tiges de guidage de lumière (1, 11) étirées. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'agencement de l'au moins une tige diffusante (3) dans ou sur les tiges de guidage de lumière (1, 11) est effectué d'une façon qui dépend de la position de l'émission latérale de l'élément de verre (10).
  12. 12. Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, 20 dans lequel la préforme est chauffée et étirée à des températures inférieures au point de fusion du verre des tiges de guidage de lumière (1, 11).
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