FR2672135A1 - Dispositif optique a transmittance variable notamment pour retroviseur. - Google Patents

Dispositif optique a transmittance variable notamment pour retroviseur. Download PDF

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Abstract

Le dispositif optique comprend une cellule ayant une substance dont au moins une caractéristique est susceptible d'être modifiée quand elle est soumise à des phénomènes physiques déterminés, cette substance étant maintenue par au moins une lame transparente plane. Selon l'invention, ce dispositif comprend en outre une lame courbe (22) fixée sur ladite lame plane (8) au moyen d'une colle (24; 30). L'invention s'applique principalement aux rétroviseurs pour véhicules automobiles.

Description

DISPOSITIF OPTIQUE A TRANSMITTANCE VARIABLE
NOTAMMENT POUR RETROVISEUR
L'invention concerne un dispositif optique comprenant une cellule ayant une substance dont au moins une caractéristique optique est susceptible d'être modifiée quand elle est soumise à des phénomènes physiques déterminés et plus particulièrement un dispositif optique comprenant une cellule à cristaux liquides à transmittance variable presentant une face réfléchissante et au moins une surface courbe.
A titre d'exemple, de tels dispositifs optiques peuvent comprendre une cellule à cristaux liquides ou une cellule comportant une substance électrochromique dont les propriétés optiques peuvent être modifiées grâce à la variation de certains paramètres physiques auxquels ces cellules sont soumises. Ainsi, par exemple, leur transmittance ou leur réfléctance peut être modifiée en soumettant respectivement la cellule à cristaux liquides à un champ électrique variable ou encore la cellule électrochromique à une injection de charges électriques.
On entend également par dispositif optique des dispositifs comprenant des cellules thermochromiques ou photochromiques dont la transmittance ou la réflectance varie respectivement en fonction de la température ou en fonction de la lumière reçue.
Un dispositif selon l'invention peut avantageusement être utilisé comme rétroviseur dans un véhicule automobile pour empêcher l'éblouissement du conducteur causé par les projecteurs des vehicules qui suivent le véhicule du conducteur tout en fournissant à ce dernier un champ de vision.élargi.
Dans le cadre de cette application particulière de l'invention, on connaît déjà depuis de nombreuses annees des rétroviseurs pour véhicules automobiles qui présentent des surfaces réfléchissantes courbes et plus généralement des surfaces sphériques. De tels rétroviseurs, qui peuvent être installés indifféremment à I'inté- rieur ou à l'extérieur d'un vehicule automobile, permettent d'elargir le champ de vision arrière du conducteur et par là-même de diminuer le champ de vision arrière nul, dit "l'angle mort.
Ce type de rétroviseurs augmente considérablement la sécurité du conducteur et des passagers, et l'association d'une telle surface réfléchissante courbe à un dispositif optique constitué par exemple par une cellule à cristaux liquides à transmittance variable telle que décrite notamment dans le brevet US 4 660 937, fournirait un rétroviseur présentant des qualités de confort d'utilisation et de sécurité améliorées.
Toutefois, il se pose de nombreux problèmes quant à la réalisa- tion de telles cellules présentant des lames courbes selon des technologies simples, peu coûteuses et fiables.
En effet, la technologie de fabrication de ces cellules, décrite par exemple dans la demande de brevet JP 63-123 015, nécessite la mise en oeuvre d'outillages coûteux et spécifiques telle qu'une presse à chaud, comprenant autant de matrices ou contreformes que de rayons de courbure désirés.
Par ailleurs, ces cellules posent le problème de la maîtrise des tolérances d'espacement entre les lames lors de la courbure de la cellule et le problème de la limitation du rayon de courbure que l'on peut obtenir compte tenu de la faible distance entre les faces internes des lames de la cellule. En outre, le choix des composants intervenant dans la réalisation de la cellule avec une telle technologie, (excepté pour le mélange de cristaux liquides ou la substance électrochromique) est limité à des composants qui résistent aux températures élevées puisque la cellule doit être chauffée, avant son remplissage, à des températures voisines de 650"C pour lui conférer la forme souhaitée.
L'invention a donc pour but principal de remédier aux inconvénients de l'art antérieur susmentionné en fournissant un dispositif optique à lames courbes qui peut être fabrique de façon simple même si l'on désire obtenir les lames courbes présentant un faible rayon de courbure.
Un autre but de l'invention est de pouvoir réaliser un tel dispositif à un prix de revient compatible avec les critères de production de masse.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif comprenant une cellule ayant une substance dont au moins une caractéristique optique est susceptible d'être modifiée quand elle est soumise à des phénomènes physiques déterminés, cette substance étant maintenue par au moins une lame transparente plane.
Conformement à l'invention, le dispositif optique comprend en outre une lame courbe fixée sur ladite lame au moyen d'une colle.
Grâce à ces caractéristiques, on peut réaliser un dispositif optique comprenant une cellule du type de celles définies ci-dessus présentant les caractéristiques optiques d'une cellule à lames courbes sans avoir à courber la cellule elle-même, si bien que l'on peut utiliser des technologies de fabrication classiques et éprouvées dans le domaine des cellules planes.
Par ailleurs, selon cette structure, le choix du rayon de courbure de la lame courbe n'est limité d'aucune manière, ce qui permet d'offrir avantageusement une large gamme d'utilisation au dispositif selon l'invention.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparai- tront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et non limitatif, en liaison avec les dessins ci-joints parmi lesquels
- la figure 1 montre une vue en perspective d'un dispositif optique selon l'invention appliqué à un rétroviseur à réflectance variable pour un véhicule automobile,
- la figure 2 montre une coupe schématique selon la ligne
II-II du rétroviseur de la figure 1, et
- les figures 3 et 4 montrent des demi-coupes de deux modes de réalisation du dispositif optique selon l'invention.
La description détaillée du dispositif optique selon l'invention qui va suivre va être faite dans le cadre d'une application à un rétroviseur pour véhicule automobile comprenant une cellule à cristaux liquides.
En se référant aux figures 1 et 2, on voit un rétroviseur pour véhicule automobile désigné par la référence générale 1 comprenant un dispositif optique à cristaux liquides selon l'invention.
Le dispositif optique à cristaux liquides comprend une cellule 2 à cristaux liquides de forme générale rectangulaire. La cellule 2 est une cellule à transmittance variable associée à un miroir décrit plus en détail ci-après.
La cellule 2 est montée dans un cadre 4, ce dernier étant fixé par collage dans le boTtier 6 du rétroviseur 1.
Comme il ressort particulierement de la figure 2, la cellule 2 comprend de maniere connue, une lame avant 8 transparente, et une lame arrière 10 réunies entre elles par un cadre de scellement 12 définissant un volume etanche dans lequel est emprisonné un mélange 14 composé de cristaux liquides nématiques et d'un colorant dichroïque.
Les lames 8 et 10 sont planes, et la lame avant 8 porte sur sa face interne une électrode 16 transparente s'étendant sur la totalité de a lame, par exemple un melange d'oxyde d'indium/étain, ainsi qu'une couche d'alignement (non représentée).
La lame arrière 10 porte elle aussi sur la totalité de sa face interne une électrode 18 dite contre-électrode, une couche réflé- chissante pouvant constituer la contre-électrode et une couche d'alignement (non représentée).
Il est bien entendu que la couche réfléchissante peut être aussi réalisée sur la face externe de la lame arrière si on le désire.
On peut voir également sur la figure 2 que le rétroviseur comprend un boTtier de commande électrique 20 alimenté par exemple par une pile. Le boTtier comprend une entrée reliée à un capteur photosensible 29 qui delivre un signal de commande électrique représentatif de l'intensité de la lumière reçue, ce boTtier comprenant en outre deux sorties reliées respectivement à l'electro- de 16 et à la contre-électrode 18 afin de commander le degré d'absorption de la cellule 2.
En d'autres termes, le signal élaboré par le boTtier de commande 20 est appliqué aux électrodes de la cellule 2 pour faire varier le champ électrique appliqué aux cristaux liquides qu'elle contient.
Cette variation a pour effet une modification de la transmittance de la cellule ce qui revient en définitive à une variation de son degré d'absorption de la lumière. Il en résulte donc une variation de la réflectance du rétroviseur dans le cas précis étudié ici.
Il est à noter que le dessin ne représente pas l'épaisseur exacte de l'ensemble ainsi formé, cette épaisseur étant fortement exagéree pour plus de clarté. Pour fixer les idées la distance entre les deux électrodes peut être de 5 à 9 ijm.
Pour des raisons de simplification et compte tenu de la faible épaisseur du film de cristaux liquides, des électrodes et des couches d'alignement, on considérera dans la suite de la description que la cellule 2 présente un milieu optique homogène d'indice de réfraction sensiblement égal à celui du verre.
Selon l'invention, une lame courbe 22 est rapportée sur la face externe de la lame avant 8 au moyen d'une colle 24.
Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, la colle 24 est transparente et s'étend dans la totalité du volume défini entre les faces en regard de la lame avant 8 et de la lame courbe 22. La colle 24 présente de préférence un indice de réfraction sensiblement identique à celui du verre. A titre d'exemple, une colle U.V. telle que celle vendue par la société U.C.B. S.A.
DROGENBOS, Belgique sous les denominations commerciales UVERKOL A,
UVEKOL S20 et UVEKOL S15, peut être utilisée.
Dans l'exemple représente, la lame courbe 22 présente la configuration d'une calotte sphérique et forme avec la colle et la cellule 2 une lentille plano-sphérique concave à réflectance variable dans laquelle la cellule, la colle et la lame courbe forment sensiblement un milieu optiquement homogène. Il en résulte une réduction de l'image de l'objet qui est directement fonction du rayon de courbure de la lame 22 et cette réduction augmente lorsque le rayon de courbure de la lame diminue.
Dans l'application considérée, le rayon de courbure de la lame 22 peut varier dans une gamme s'étendant de 1 à 4 m. A titre d'exemple, pour un rétroviseur extérieur côté conducteur, on choisira une lame 22 présentant un rayon de courbure de l'ordre de quatre metres tandis que pour un rétroviseur extérieur côté passager, la lame 22 choisie aura de préférence un rayon de courbure inférieur, de l'ordre d'un mètre, pour élargir davantage le champ de vision du conducteur.
Selon une variante particulierement adaptée à l'application du dispositif optique à un rétroviseur, on peut également choisir une lame courbe 22 qui présente un rayon de courbure variant de façon continue d'un côté à l'autre du rétroviseur.
En se référant maintenant aux figures 3 et 4, on voit la coupe partielle de deux autres modes de réalisation du dispositif optique selon l'invention dans lesquels les éléments identiques à ceux décrits précédemment sont désignés par les mêmes références numériques.
Le dispositif optique représenté aux figures 3 et 4 est réflé- chissant et peut aussi par exemple équiper un rétroviseur tel que celui qui vient être décrit plus haut.
Dans ces modes de réalisation, la cellule 2 comprend une lame courbe 26 munie sur sa face externe d'une couche réfléchissante 28.
La lame courbe est collée sur la lame arrière au moyen d'un joint 30 de colle classique s'étendant sur la totalité de la périphérie de la cellule 2. Le volume défini entre les faces en regard de la lame courbe et de la lame plane est rempli d'un matériau 32, par exemple un matériau liquide ou semi-liquide qui présente un indice de réfraction sensiblement identique à celui des lames de la cellule et de la lame courbe (figure 3). Le volume peut également être rempli d'air 34 (figure 4).
Sur les figures 2 à 4, on a également représente le trajet d'un rayon incident I traversant les dispositifs selon l'invention.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'application et aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits ou envisagés.
Par exemple, des dispositifs optiques à cristaux liquides selon l'invention pourront être utilisés sans la couche réfléchissante comme simples valves optiques grossissantes ou réductrices ou analogues, en n'utilisant que la variation de la transmittance de la cellule.
Selon une autre variante, on pourra également prévoir de coller une lame courbe sur les deux lames planes de la cellule 2.
L'invention a été décrite dans le cadre d'une application à une cellule à cristaux liquides comprenant deux lames emprisonnant un mélange de cristaux liquides. Cependant, il est clair que l'invention trouve également une application avantageuse avec des cellules électrochromiques.
Par exemple, on peut, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, remplacer les cellules à cristaux liquides par une cellule électrochromique telle que celle décrite dans le document
FR-1 438 334.
La cellule pourrait dans ce cas également ne comprendre qu'une seule lame sur laquelle la substance électrochromique serait fixée.
Ces techniques sont connues des spécialistes et on n'en donnera donc pas de description détaillée ici.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Dispositif optique comprenant une cellule (2) ayant une substance dont au moins une caractéristique optique est susceptible d'être modifiée quand elle est soumise à des phénomènes physiques déterminés, cette substance étant maintenue par au moins une lame (8, 10) transparente plane caractérisé en ce qu'il comprend en outre une lame courbe (22; 26) fixée sur ladite lame plane (8; 10) au moyen d'une colle (24; 30).
2. Dispositif optique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le volume défini entre les faces en regard de la lame courbe (26) et de la lame (10) plane est rempli d'un matériau présentant un indice de réfraction sensiblement identique à celui de la lame sur laquelle elle est collée (10) et en ce que la colle (30) est disposée à la périphérie de la cellule (2).
3. Dispositif optique selon la revendication 1 caractérise en ce que le volume défini entre les faces en regard de la lame courbe (26) et de la lame plane est rempli d'air (34) et en ce que la colle (30) est disposée à la périphérie de la cellule (2).
4. Dispositif optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume défini entre les faces en regard de la lame courbe (22) et de la lame (8) plane est totalement rempli par ladite colle (24), celle-ci présentant un indice de réfraction sensiblement identique à celui de ladite lame (8).
5. Dispositif optique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérise en ce que la lame courbe (22; 26) présente une configuration spherique.
6. Dispositif optique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un revêtement réfléchissant (18) applique sur une lame (10) plane de la cellule.
7. Dispositif optique selon la revendication 6 caractérisé en ce que le revêtement réfléchissant est constiuté par une électrode (18) de la cellule (2).
8. Dispositif optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend un revêtement réfléchissant (28) appliqué sur une des faces de ladite lame courbe (26).
9. Rétroviseur antièblouissant pour véhicule automobile carac térisé en ce qu'il comprend un dispositif optique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, le dispositif optique comprenant, au moins un élément (21) susceptible de délivrer un signal représentatif de l'intensité de la lumière l'atteignant pour commander la transparence de la cellule (2).
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