FR2546651A1 - Dispositif de projection ou d'affichage active par un faisceau lumineux et presentant une surface de projection - Google Patents
Dispositif de projection ou d'affichage active par un faisceau lumineux et presentant une surface de projection Download PDFInfo
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE PROJECTION OU D'AFFICHAGE QUI PRESENTE UNE SURFACE DE PROJECTION 2 ET PEUT ETRE ACTIVE PAR UN FAISCEAU LUMINEUX QUI FRAPPE LE DISPOSITIF DANS UNE DIRECTION SENSIBLEMENT PARALLELE A LA SURFACE DE PROJECTION. SELON L'INVENTION, UNE PLAQUE 1 OU AUTRE ELEMENT SIMILAIRE EN PLEXIGLAS OU EN UN MATERIAU POSSEDANT DES PROPRIETES SIMILAIRES DE PROPAGATION DE LA LUMIERE, PRESENTE UNE SURFACE INCURVEE 3 SUR SA FACE OPPOSEE A LA SURFACE DE PROJECTION 2 DE LA PLAQUE 1, QUI EST DE PREFERENCE PLANE. GRACE A L'INVENTION, LA LUMIERE EMISE PAR UNE SOURCE 7 EST DISTRIBUEE DE FACON SATISFAISANTE SUR TOUTE L'ETENDUE DE LA SURFACE DE PROJECTION DU DISPOSITIF. APPLICATION AUX APPAREILS DE VISUALISATION OU DE PROJECTION DE PHOTOGRAPHIES, AUX PANNEAUX, ECRITEAUX, PANONCEAUX LUMINEUX, EN PARTICULIER ENSEIGNES OU PANNEAUX PUBLICITAIRES, AUX SIGNAUX LUMINEUX DE TOUTE SORTE, TELS QUE PANNEAUX DE SIGNALISATION ROUTIERE, FEUX DES VEHICULES AUTOMOBILES, BALISES ROUTIERES, ETC.
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif de projection ou d'affichage apte à être activé par un faisceau lumineux et présentant une surface de projection de préférence plane dont une très grande partie s'étend dans un même plan, ce dispositif comprenant une plaque ou un élément similaire en plexiglas ou en un matériau qui possède des propriétés de propagation de la lumière similaires à celles du plexiglas, cette plaque, qui va en s'effilant dans le sens de l'épaisseur en direction de l'une de ses extrémités, étant profilée pour admettre le faisceau lumineux actif au niveau de son extrémité opposée à celle vers laquelle la plaque s'effile en épaisseur, afin qu'il se propage le long de la surface de projection vers l'intérieur de la plaque en vue d'être ensuite rétracté dans cette dernière avant d'émerger au niveau de la surface de projection.
Le premier but de la présente invention est la conception d'un dispositif de projection ou d'affichage du type susmentionné, dans lequel le faisceau lumineux soit dispersé de manière satisfaisante sur toute l'étendue de sa surface de projection.
Selon la présente invention, ce but est atteint par un dispositif de projection ou d'affichage du type spécifié en préambule, qui se caractérise esseniellement par le fait que la plaque présente une surface convexe sensi blement incurvée dans laquelle sont réalisés un grand nombre de renfoncements, obtenus par exemple par moletage, sablage ou estampage et possède des surfaces de réfraction de la lumière s'étendant transversalement à la direction du faisceau lumineux pénétrant par ladite extrémité d'admission de lumière de la plaque.
Plusieurs modes de réalisation préférés de la présente invention vont maintenant être décrits plus en détail, mais uniquement à titre d'exemples non limitatiios, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 représente un certain nombre de plaques d'un dispositif de projection ou d'affichage selon l'invention, regroupées autour d'une source lumineuse commune et vues dans la direction de réfraction de la lumière
- la figure 2 représente deux plaques réunies en "parallèle"
- la figure 3 représente les plaques de la figure 2 vues du côté de leur face incurvee
- la figure 4 représente en vue latérale, un certain nombre de plaques reunies en "série" selon une rangee
- la figure 5 représente les plaques de la figure 4, vues du côté de leur face incurvée
- la figure 6 représente un certain nombre de plaques réunies en série selon une double rangée
- la figure 7 représente le dispositif associé à une source lumineuse à bolier rotatif ;
- la figure 8 est une vue en coupe transversale de la source lumineuse et de son boîtier représentés sur la figure 7
- la figure 9 représente un système d'entraînement appartenant au dispositif visible sur les figures 7 et 8
- la figure 10 est une vue en coupe transversale, d'une roue d'entraînement qui déplace en rotation le boltier autour de la source lumineuse ; et
- les figures il et 12 représentent deux modes de réalisation du dispositif de projection ou d'affichage selon l'invention utilisé dans un appareil de distorsion d'images.
- la figure 1 représente un certain nombre de plaques d'un dispositif de projection ou d'affichage selon l'invention, regroupées autour d'une source lumineuse commune et vues dans la direction de réfraction de la lumière
- la figure 2 représente deux plaques réunies en "parallèle"
- la figure 3 représente les plaques de la figure 2 vues du côté de leur face incurvee
- la figure 4 représente en vue latérale, un certain nombre de plaques reunies en "série" selon une rangee
- la figure 5 représente les plaques de la figure 4, vues du côté de leur face incurvée
- la figure 6 représente un certain nombre de plaques réunies en série selon une double rangée
- la figure 7 représente le dispositif associé à une source lumineuse à bolier rotatif ;
- la figure 8 est une vue en coupe transversale de la source lumineuse et de son boîtier représentés sur la figure 7
- la figure 9 représente un système d'entraînement appartenant au dispositif visible sur les figures 7 et 8
- la figure 10 est une vue en coupe transversale, d'une roue d'entraînement qui déplace en rotation le boltier autour de la source lumineuse ; et
- les figures il et 12 représentent deux modes de réalisation du dispositif de projection ou d'affichage selon l'invention utilisé dans un appareil de distorsion d'images.
Le dispositif de projection ou d'affichage conforme à l'invention comprend un certain nombre de plaques 1 réalisées chacune en un matériau présentant des propriétés de propagation de la lumière. Un matériau approprié à cette fin est le plexiglas ou un matériau ayant des propriétés similaires à celles que présente le plexiglas. Chaque plaque 1 est avantageusement formée d'éléments obtenus à partir d'une pièce réalisée sous la forme d'un segment circulaire, comme cela est clairement illustré par exemple par la figure 1 qui représente des plaques 1 et 1 de différentes formes.
La plaque 1 présente une surface de projection 2 qui est de préférence plane. Sur sa face opposée à cette surface de projection plane 2, la plaque 1 présente une surface incurvée 3. Cette surface incurvée 3 peut être en deux parties courbes sur une zone extérieure effilée 4 de la plaque 1, afin de renforcer l'effet produit par le dispositif selon l'invention. La surface incurvée 3 peut être polie ou revêtue, par exemple d'une peinture réfléchissante ou bien peut être chromée ou traitée d'une toute autre façon permettant d'élever son pouvoir de réflexion de la lumière et/ou peut être pourvue de rainures transversales dans le même but. Toutefois, il est plus avantageux de soumettre cette surface 3 à un sablage, éventuellement suivi d'un traitement de surface.
Un diffuseur 5 qui agit d'une manière connue en soi, peut être disposé sur la surface de projection 2, de préférence lisse ou sablée, dans le but de recueillir la lumière sur la face frontale A de la plaque. Le sablage de la surface 3 est effectué dans le même but.
Entre la surface de projection 2 et la surface réflectrice 3, est formée une surface d'admission de la lumière 6, de préférence plane et lisse, et s'étendant à angle droit par rapport à la surface de projection 2.
Au voisinage de cette surface d'admission de la lumière 6 des plaques respectives 1, est disposée une source lumineuse 7 qui peut être d'un type connu, tel que par exemple un tube lumineux, une lampe à incandescence, etc...
La lumière peut aussi être guidée en direction des surfaces d'admission de lumière respectives 6, par exemple au moyen d'un miroir.
Le faisceau lumineux émis par la source lumineuse 7 frappe la plaque 1 au niveau de sa surface 6, selon une direction sensiblement parallèle à la surface 2, comme l'indique la flèche 8. La surface réflectrice incurvée 3 renvoie dès lors le faisceau lumineux sensiblement en direction de la surface de projection 2 à travers laquelle il émerge, comme l'illustre schématiquement la flèche 9 sur la figure 1.
L'affichage de diverses images ou symboles, ou la condition d'un éclairage uniforme en vue d'un tel affichage, peut être effectué ou obtenu'de cette manière à l'aide du dispositif objet de l'invention.
Les figures 2 et 3 montrent comment une source lumineuse commune 7 est utilisée conjointement avec des plaques 1 placees de part et d'autre de celle-ci, en vue de former un dispositif de projection ou d'affichage activé par la lumière et conçu conformément à la présente invention.
Les figures 4 et 5 représentent un certain nombre de plaques 1 réunies l'une à l'autre en "série" pour former une bande dans laquelle l'extré- mité extérieure 4 de la surface incurvée 3 de chaque plaque se trouve au contact de la surface d'admission de lumière 6 de la plaque 1 qui précède. Une source lumineuse 7 est mise en place le long de chaque surface d'admission de lumière 6 et, grâce à cet agencement, on obtient une surface de projection globale étendue 11, formée à partir de l'ensemble des surfaces de projection plus petites 2 sans qu'aucun joint de discontinuité ne soit formé.
La figure 6 représente un assemblage définissant deux surfaces de projection de grandes dimensions 12 et 13 respectivement, qui sont orientées dans des directions opposées l'une par rapport à l'autre. Pour obtenir un tel assemblage, on réunit en "série" un certain nombre de plaques 1 selon des ran gées parallèles en disposant les surfaces incurvées 3 des différentes plaques 1 en regard les unes des autres et en reliant les deux plaques des différentes paires ainsi formées 14, 15, etc... à une source lumineuse de préférence commune.
Les figures 7 et 8 montrent un dispositif dans lequel une plaque 1 est reliée à une source lumineuse 7 qui est enfermée dans un cylindre transparent 16 recouvert de motifs ou autres et actionné par un moteur 17, visible sur les figures 9 et 10, par l'intermédiaire d'un câble 18 et/ou d'une roue d'entralnement 19 montée sur un bras 20, le cylindre 16 étant ainsi entraîné en rotation dans le sens de la flèche 21, de sorte qu'un motif mouvant ou changeant 22 est transmis à la plaque et est affiché sur sa surface de projection plane 2 conformément au principe exposé ci-dessus.
La figure 17 représente une plaque 1 associée à une source lumineuse 7 et à un réflecteur 23 qui répand uniformément le faisceau lumineux, ce réflecteur étant positionné derrière la source lumineuse 7. Une image déformée 24, telle que par exemple une image de diapositive, mise en place entre la source lumineuse 7 et la surface d'admission de lumière 6, apparaît ainsi sous ses proportions exactes, quand elle est affichée sur la face frontale 2 de la plaque 1.
La figure 12 montre comment une image de diapositive 25 ou une image analogue est éclairée par une source lumineuse 7 qui, là encore, coopère avec un réflecteur 26. L'image subit ici une distorsion dans un système de lentilles 27, de sorte qu'une image déformée 28 est obtenue, cette image ayant sensiblement les mêmes dimensions que la surface 6 de la plaque 1. Quand l'image est affichée sur la face frontale 2 de la plaque, elle reprend à nouveau ses proportions exactes tout en étant grossie.
Les explications théoriques relatives à ce qui vient d'être décrit sont données ci-après.
La perte de lumière du faisceau lumineux, au cours de son trajet à travers la plaque 1 est compensée. Le faisceau lumineux affaibli, en s'éloignant encore plus de la source lumineuse 7, est compensé de par sa projection sur une petite surface de dimension croissante P2, P1. Le faisceau lumineux est réfléchi sur ces surfaces puis émerge de la plaque à travers la face frontale 2 de celle-ci.
La forme de la plaque de projection est définie par une portion de segment circulaire.
Le rayon Rx, Ry du cercle est déterminé, entre autres, en fonction des paramètres suivants
a) la perte de lumière avec la distance parcourue,
bj la dispersion de la lumière, c'est-à-dire le niveau du parallélisme des rayons lumineux pénétrant dans la plaque,
c) l'intensité de la source lumineuse, et
d), un indice qui peut etre établi pour donner la perte de lumière avec la distance parcourue à travers la plaque.
a) la perte de lumière avec la distance parcourue,
bj la dispersion de la lumière, c'est-à-dire le niveau du parallélisme des rayons lumineux pénétrant dans la plaque,
c) l'intensité de la source lumineuse, et
d), un indice qui peut etre établi pour donner la perte de lumière avec la distance parcourue à travers la plaque.
A partir de ces paramètres, on peut trouver un ou plusieurs rayons qui procurent un éclairage excellent et uniforme sur toute l'étendue de la plaque. Une forme parfaitement appropriée serait obtenue si la surface 3 était parabolique. Il ressort de ce qui précède qu'il existe une relation entre la surface de la plaque et son épaisseur. Pour l'établir de façon simple, l'épais- seur de la plaque peut etre augmentée en fonction de ltindice susmentionné.
Cet indice est influencé par exemple par les lentilles, (le parallélisme du faisceau lumineux incident), l'intensité de la source lumineuse, et, dans cer- taines applications, par la nature du matériau transparent constituant la plaque.
Un procédé pour produire un dispositif tel que décrit ci-dessus peut consister en un procédé d'extrusion ou de pressage du matériau constituant la pièce conformée en plaque, à l'aide d'un outil d'estampage rainuré ou sablé, permettant de former deux surfaces incurvées 3, après quoi la pièce est découpée dans la zone située entre ces surfaces incurvées 3 et, le cas échéant, un chromage ou un autre traitement de surface peut être ensuite réalisé sur les sur :aces incurvées 3 des différentes plaques 1.
Un certain nombre d'exemples de domaines d'application du dispo site': décrit ci-dessus vont maintenant etre donnés.
En premier lieu, il convient de mentionner l'affichage de photographies, images, dénominations de sociétés ou autres, dans les foires commerciales, les salons d'exposition, etc... La dimension en profondeur de la plaque lumineuse est environ 10 fois moins importante que celle d'un panneau lumineux classique. La nouvelle plaque lumineuse est plus compacte et moins encombrante au cours de son transport, et est moins susceptible d'être endommagée.
On peut ensuite citer la visualisation des images radiologiques dans les hôpitaux. Le dispositif selon l'invention peut être facilement installé grâce à son format réduit et élimine ainsi la nécessité de mettre en place un panneau lumineux sur un mur, ce qui est actuellement la pratique habituelle. De meilleures possibilités en ce qui concerne les conditions d'hygiène et de stérilité sont en outre offertes à un coût réduit. L'opérateur peut étudier les images radiographiques sans quitter les zones stériles de la salle d'opération puisque, par exemple, les images à visualiser peuvent etre suspendues ou plafond ou placées sur un support disposé à proximité de l'opérateur.
Les panneaux lumineux étaient autrefois rarement utilisés pour les visualisations des images radiographiques ; celles-ci étaient en général appliquées contre la vitre d'une fenêtre ou autre plaque translucide. La nouvelle plaque lumineuse objet de l'invention peut Être facilement transportée sur le chariot utilisé par les médecins au cours des visites des patients.
il convient encore de mentionner l'utilisation du dispositif selon l'invention pour la visualisation des négatifs ou des diapositives dans le cadre des activités relatives à la photographie, comme par exemple dans les boutiques de photographes, les agences de publicité, les studios de photogra- phie, les bureaux d'architecture et les centres de loisir, et certains de ses avantages dans ce domaine sont qu'il est plus compact et moins onéreux que les panneaux lumineux classiques. il est également possible de prévoir des plaques lumineuses portatives qui peuvent être directement posées sur un bureau.
Parmi les applications du dispositif selon l'invention, on peut encore citer les enseignes des façades de boutiques, qui procurent un éclairage plus uniforme et sont d'un entretien simple et peu coûteux, ainsi que les écriteaux lumineux apposés dans les vitrines des boutiques ou les locaux d'affaire intérieurs, et les panonceaux publicitaires pour toutes sortes de denrées et de biens d'équipement, que l'on trouve dans les magasins et les supermarchés.
Les panneaux lumineux de signalisation routière sont aussi des exemples d'application du dispositif objet de la présente invention qui leur confère des dimensions réduites et une durée de vie prolongée, tous les accessoires relatifs à la source lumineuse pouvant en outre etre logés dans les poteaux des panneaux où ils sont parfaitement bien protégés.
On peut encore mentionner les feux indicateurs et les signeux lumineux de freinage des véhicules automobiles, dans lesquels la présente inven tion élimine les réflecteurs de lumièrecoûteux actuellement utilisés et réduit le poids et le volume du véhicule, ce qui est de nos jours le but recherché dans toutes les fabrications.
On doit enfin citer tous les types d'appareils, de dispositifs ou d'instruments d'éclairage dans lesquels les risques d'éblouissement sont réduits et dont les dimensions sont fortement diminuées grâce à la présente invention, ainsi que les murs, parois, comptoirs, plafonds, planchers et étagères illuminés, tels que les bureaux de réception, les comptoirs de bar, les plafonds ornementaux, les escaliers et gradins éclairés, etc...
Dans le cas des balises optiques pour la circulation routière, du type à effet dit de moirage, le système à une seule ligne selon l'invention réduit la profondeur du panneau lumineux. Ceci signifie que le domaine d'application de telles balises est élargi, leur durée de vie augmentée et leur entretien réduit.
il va de soi que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus et représenté sur les dessins, mais peut faire l'objet de nombreuses modifications restant dans le cadre des revendications annexées.
Claims (8)
1. Dispositif de projection ou d'affichage apte à être activé par un faisceau lumineux et présentant une surface de projection de préférence plane (2) dont une très grande partie s'étend dans un même plan, ce dispositif comprenant une plaque (1) ou un élément similaire en plexiglas ou en un matériau qui possède des propriétés de propagation de la lumière similaires à celles du plexiglas, cette plaque (1) qui va en s'effilant dans le sens de l'épaisseur en direction de l'une de ses extrémités, étant profilée pour admettre le faisceau lumineux actif au niveau de son extrémité (6) opposée à celle vers laquelle la plaque s'effile en épaisseur, afin qu'il se propage le long de la surface de projection (2) vers l'intérieur de la plaque (1) en vue d'être ensuite réfracté dans cette dernière avant d'émerger au niveau de la surface de projection, caractérisé en ce que la plaque (1) présente une surface convexe sensiblement incurvée (3) dans laquelle sont réalisés un grand nombre de renfoncements, obtenus par exemple par moletage, sablage ou estampage et possède des surfaces de réfraction de la lumière s'étendant transversalement à la direction du faisceau lumineux pénétrant par ladite-extrémité d'admission de lumière (6) de la plaque (1).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (1) est formée d'éléments obtenus à partir d'une pièce réalisée sous la forme d'un segment circulaire, qui présente de préférence une double section incurvée au niveau de la surface réflectrice (3).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface réflectrice incurvée (3) de la plaque (1) est polie et revêtue d'une peinture réfléchissante, chromée ou soumise à un autre traitement augmentant son pouvoir de réflexion de la lumière.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la plaque (1) présente une surface plane d'admission de lumière (6) qui de préférence est lisse et s'étend perpendiculairement à la surface de projection (2).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface incurvée (3) de la plaque (1) rejoint une surface plane d'admission de lumière (6) s'étendant sensiblement à angle droit par rapport à la surface de projection (2) d'une deuxième plaque (1) placée tout près de la première plaque (1) et formant avec celle-ci une rangée, une source lumineuse (7) étant disposée au niveau de ladite surface d'admission de lumière.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que deux plaques sont placées à proximité l'une de l'autre avec leurs surfaces incurvées (3) qui se font mutuellement face, une source lumineuse (7) étant disposée entre les plaques (1).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la source lumineuse contient une image éclairée qui est transmise par l'intermédiaire d'un cylindre mobile (16) de préférence rotatif, par l'intermédiaire d'une lentille (27) ou directement, à une plaque voisine (1).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cylindre rotatif (16) est destiné à etre actionné au moyen d'un câble (18) et/ ou d'une roue d'entralnement (19) apte à s'appliquer contre le cylindre (16), le câble ou la roue étant entraînés par un moteur (7).
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| EP0855552A3 (fr) * | 1997-01-23 | 2000-01-05 | Zumtobel Staff GmbH | Dispositif d'éclairage pour poste de travail |
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